Перейти к содержанию

Умный дом своими руками


Kanaduchi

Рекомендуемые сообщения

Пора в данный раздел привнести что-то свежее :)
 
Расскажу про своё хобби и творчество, которое выражается в весьма необычном занятии.
 
 
В 2013 году, сам не понимаю почему, у меня возникла спонтанная идея построить систему умного дома. Разместить по квартире различные датчики и реле, чтобы потом ими можно было управлять с холодильника, телефона, планшета, микроволновки, компьютера и других устройств.
 
Поискав в интернете, пришел к выводу, что больше всего меня устраивает вариант с 1 мастером и параллельной сетью датчиков и управляемых реле на основе UTP5 кабеля.
 
Сразу начали приходить в голову различные варианты реализации данной системы. Всякое было - даже хотел купить было в декабре Raspberry PI. В итоге, понял, что старый добрый роутер с USB входом отлично послужит для благородной цели. Позже я уже успел пожалеть об этом.
 
В результате сформировался первичная техническая задача:
  • Управление источниками света.
  • Измерение температуры/влажности в комнатах.
  • Измерение давления и построение кратковременного прогноза - сам себе синоптик.
  • Датчики света. Например, система автоматически делает опрос в час ночи всех датчиков и гасит везде свет, если вдруг кто-то из семьи забыл выключить.
  • Геркон на входную дверь. Раз есть такая система, то почему бы её не использовать в качестве системы безопасности?
  • Датчики протечек в санузлах.
 
После некоторых раздумий получилась вот такая схема:

0_86ce8_481c3c37_XL.jpg

 

Оставалось дело за малым - реализации. Расскажу про неё в следующий раз

  • Спасибо (+1) 1
  • Улыбнуло 2
  • Согласен 3
Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
  • Ответов 30
  • Created
  • Последний ответ

Top Posters In This Topic

  • Kanaduchi

    14

  • Zaitsev Oleg

    7

  • Friend

    3

  • Pomka.

    3

Top Posters In This Topic

Popular Posts

У меня случай не показательный, так как я делал для себя и с военной надежностью (это особенность мышления безопасника - всегда есть мысль типа "а вдруг что-то откажет/сломается/задурит" ...). В итог

Всегда офигеваю, насколько умные люди вокруг меня. Снимаю шляпу^Wвелошлем перед вами.

Пора в данный раздел привнести что-то свежее   Расскажу про своё хобби и творчество, которое выражается в весьма необычном занятии.     В 2013 году, сам не понимаю почему, у меня возникла спонтанная

Я бы не советовал параллельную сеть делать (если еще есть возможность выбора)... беда 1-WIRE шины в том, что если ее где-то ее закоротить, то все подключенные к ней датчики по понятной причине перестанут работать, и система полностью откажет. Найти потом точку КЗ довольно проблемно, даже со специальным оборудованием... Другая проблема в том, что при большой протяженности шины (более 10 метров уже сказывается) она категорически не любит ответвлений более 10-15 см, не говоря уже об образовании "звезды", причем иногда проблемы проявляются не сразу, а поле появления некоего нового источника помех. Куда лучше, если 1-WIRE расходится "звездой" от микроконтроллера, каждый "луч" звезды идет на свой порт ОМК - тогда замыкание любого шлейфа нарушит работу 1-2 устройств, подключенных к нему. Если на каждом шлейфе будет по одному устройству, то получим еще один бонус - не нужно где-то в программе хранить адреса устройств и актуализировать их в случае их замены.

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

 

 

Я бы не советовал параллельную сеть делать (если еще есть возможность выбора)... беда 1-WIRE шины в том, что если ее где-то ее закоротить, то все подключенные к ней датчики по понятной причине перестанут работать, и система полностью откажет. Найти потом точку КЗ довольно проблемно, даже со специальным оборудованием... Другая проблема в том, что при большой протяженности шины (более 10 метров уже сказывается) она категорически не любит ответвлений более 10-15 см, не говоря уже об образовании "звезды", причем иногда проблемы проявляются не сразу, а поле появления некоего нового источника помех. Куда лучше, если 1-WIRE расходится "звездой" от микроконтроллера, каждый "луч" звезды идет на свой порт ОМК - тогда замыкание любого шлейфа нарушит работу 1-2 устройств, подключенных к нему. Если на каждом шлейфе будет по одному устройству, то получим еще один бонус - не нужно где-то в программе хранить адреса устройств и актуализировать их в случае их замены.

 

У меня уже возникали мысли по этому поводу. После того как собрал макет, основанный на схеме из первого сообщения, понял насколько проблемный данный подход в плане эксплуатации и развития. Да и с адресами та ещё морока. Когда много датчиков, то определение адресов у датчиков занимает достаточно много времени.

 

Я сейчас работаю с контроллером, который имеет множество независимых портов. Об этом чуть позже расскажу

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

 

 

 

Я бы не советовал параллельную сеть делать (если еще есть возможность выбора)... беда 1-WIRE шины в том, что если ее где-то ее закоротить, то все подключенные к ней датчики по понятной причине перестанут работать, и система полностью откажет. Найти потом точку КЗ довольно проблемно, даже со специальным оборудованием... Другая проблема в том, что при большой протяженности шины (более 10 метров уже сказывается) она категорически не любит ответвлений более 10-15 см, не говоря уже об образовании "звезды", причем иногда проблемы проявляются не сразу, а поле появления некоего нового источника помех. Куда лучше, если 1-WIRE расходится "звездой" от микроконтроллера, каждый "луч" звезды идет на свой порт ОМК - тогда замыкание любого шлейфа нарушит работу 1-2 устройств, подключенных к нему. Если на каждом шлейфе будет по одному устройству, то получим еще один бонус - не нужно где-то в программе хранить адреса устройств и актуализировать их в случае их замены.

 

У меня уже возникали мысли по этому поводу. После того как собрал макет, основанный на схеме из первого сообщения, понял насколько проблемный данный подход в плане эксплуатации и развития. Да и с адресами та ещё морока. Когда много датчиков, то определение адресов у датчиков занимает достаточно много времени.

 

Я сейчас работаю с контроллером, который имеет множество независимых портов. Об этом чуть позже расскажу

 

Если не поздно вносить изменения в архитектуру, стоит подумать о вариантах:

1. Децентрализация (т.е. большое количество микроконтроллеров, каждый из которых на своем уровне умеет решать примитивные задачи). Т.е. упала температура ниже порога - включилось отопление, освещенность ниже порога и сработал датчик движения - включился свет... тогда если нарушится связь  такого контроллера с управляющим "сервером", то простейшие задачи типа включения-выключения света будут отрабатывать как надо. Если сгорит или повиснет один контроллер - дурить будет управление одной комнатой, а не глобально 

2. Выбор способа связи ОМК с серверов. Если есть возможность развести свою плату, то можно сделать недорогое решение на той-же Атмеге с конвертером RS-485 (и далее 485-м интерфейсом, управляющий центр является мастером, протокол типа MODBUS - все просто). Более дороге, но из практики куда более продвинутое в плане расширяемости и возможностей - сразу уходить на Ethernet. В таком решении можно расширять умный дом до бесконечности, а главное - в такой системе каждый контроллер может быть и MASTER, и SLAVE  (сценарий - данные типа температуры, влажности, освещенности, движению и т.п. один контроллер может бродкастом передавать в сеть, скажем раз в 30 секунд, а другие - принимать для отображения или автономного принятия решения при условии, что центр управления неисправен (аналогично ПО планшета/ПК - оно в таком случае может управлять любым контроллером напрямую, или через центр управления).

PS: я все это в разных вариантах проходил в свое время, в итоге несколько лет назад ушел исключительно на Ethernet и не жалею...

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

 

Если не поздно вносить изменения в архитектуру, стоит подумать о вариантах:

1. Децентрализация (т.е. большое количество микроконтроллеров, каждый из которых на своем уровне умеет решать примитивные задачи). Т.е. упала температура ниже порога - включилось отопление, освещенность ниже порога и сработал датчик движения - включился свет... тогда если нарушится связь  такого контроллера с управляющим "сервером", то простейшие задачи типа включения-выключения света будут отрабатывать как надо. Если сгорит или повиснет один контроллер - дурить будет управление одной комнатой, а не глобально 

2. Выбор способа связи ОМК с серверов. Если есть возможность развести свою плату, то можно сделать недорогое решение на той-же Атмеге с конвертером RS-485 (и далее 485-м интерфейсом, управляющий центр является мастером, протокол типа MODBUS - все просто). Более дороге, но из практики куда более продвинутое в плане расширяемости и возможностей - сразу уходить на Ethernet. В таком решении можно расширять умный дом до бесконечности, а главное - в такой системе каждый контроллер может быть и MASTER, и SLAVE  (сценарий - данные типа температуры, влажности, освещенности, движению и т.п. один контроллер может бродкастом передавать в сеть, скажем раз в 30 секунд, а другие - принимать для отображения или автономного принятия решения при условии, что центр управления неисправен (аналогично ПО планшета/ПК - оно в таком случае может управлять любым контроллером напрямую, или через центр управления).

PS: я все это в разных вариантах проходил в свое время, в итоге несколько лет назад ушел исключительно на Ethernet и не жалею...

 

Я, похоже, по такому же пути иду. Первая версия у меня была в виде одной шины длинной. Потом я начал думать в сторону децентрализации. По 1 линии на каждую комнату с независимых микроконтроллеров

 

Хочу постепенно тут описать все то, с чем мне пришлось столкнуться. В скором времени покажу систему, которая у меня есть в текущий момент

 

Спасибо за ценную информацию, приму к сведению

 


Продолжу повествование про свои приключения :)
 
Одной из идей при реализации проекта умного дома было создание как можно более компактной проводной сети. Поэтому было решено использовать обычный корпус телефонной розетки. Выходы с плат я расположил с 2-х сторон корпуса:
0_8725d_ea52413a_XL.jpg
 
После построения концепции все сети я принялся за проектирование и изготовление самих сенсоров и различных реле. Для начала с самого простого - сенсор температуры.
 
Поскольку сам датчик температуры DS18B20 достаточно простой, то первое решение, приходящее на ум, -  повесить его на паразитное питание от USB.
 
Но просто так напрямую подключать его к проводам и загружать канал от USB как-то не особо хотелось. К тому же это накладывало некоторые интересные ограничения - в единичный момент времени по USB я мог бы опрашивать только 1 из компонентов. Что дико не удобно. Ещё мне хотелось защитить сенсоры от помех. А так же добавить светодиод, сигнализирующий о работе датчика. 
 
Решено было использовать внешнее питание 12 вольт и преобразовывать его до 5.
 
Была сделана принципиальная схема. Параллельно с ней я сразу же делал в программе Layout пробную разводку платы. Для наглядности сделал 3D, поместил в корпус и получил рендер того, как это будет выглядеть на самом деле:
0_8725f_74d8fec5_XL.jpg
 
На мой взгляд получилось симпатично и аккуратно :)
 
Теперь возникла самая главная сложность - компоненты. Если резисторы и конденсаторы достать не такая уж и проблема, то температурные датчики, а так же диоды и стабилитроны просто так нигде не продавались.
 
Некогда хороший челябинский магазин радиодеталей скатился к тому, что у них в наличии нет даже предохранителей. Сайт они свой забросили, каталог не обновляют. Компоненты пришлось заказывать из Москвы (Воронежа) и Америки.
 
Благодаря неоценимой помощи папы удалось собрать макет температурного датчика. Были отработаны различные варианты подключения элементов.
 
Следующим шагом стала сама плата. Её надо было как-то делать. Связываться с ручным травлением мне ох как не хотелось, поэтому отдал платы 9 января на изготовление в московскую компанию Резонит. Небольшие поправки, которые посоветовала сделать компания после получения заказа, неделя ожидания и вот они!
 
Готовые платы у меня в руках. Качество не идеальное, но для первых опытов сойдет.
0_8725c_5543269d_XL.jpg
 
Как оказалось, платы 1 в 1 подошли под выбранный корпус. Его нужно будет немного доработать: вырезать, отшлифовать, вклеить нужное. А пока - грубая заготовка:
0_8725e_75ee7769_XL.jpg
 
Теперь на очереди изготовление реле. Но об этом в следующий раз
Изменено пользователем Kanaduchi
Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

@Zaitsev Oleg, так у вас, наверно, остались наработки? Поделитесь как у вас реализовано это все :rolleyes:

Сейчас вроде достаточно популярная тема :"Умные дома", только реализация тяжеловато и дороговато :coffee:

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

@Zaitsev Oleg, так у вас, наверно, остались наработки? Поделитесь как у вас реализовано это все :rolleyes:

Сейчас вроде достаточно популярная тема :"Умные дома", только реализация тяжеловато и дороговато :coffee:

У меня случай не показательный, так как я делал для себя и с военной надежностью :) (это особенность мышления безопасника - всегда есть мысль типа "а вдруг что-то откажет/сломается/задурит" ...). В итоге у меня используется более 30 контроллеров, каждый со своей обвеской из датчиков и исполнительных устройств. В моем понимании "умный дом" - это полная интеграция охранной/пожарной сигнализации, интеллектуального видеонаблюдения, контроля и управления климатом, отоплением, рекуператорами, вентиляцией и ГВС, детализированный контроль и управление электропитанием (включая учет потребления, управление солнечной электростанцией и распределение ее энергии, переход на аварийные генераторы, умное управление освещением и прочими приборами для снижения электропотребления) и так далее.

Тем не менее у меня была возможность поэкспериментировать и сформулировать ряд соображений (это результат моих опытов, выводы не факт что верные)

1. В большинстве случаев я ушел только на Ethernet (понятное дело, что для управления целым рядом оборудования используется RS232/485 и модификации MODBUS, но далее всё равно стоит контроллер с Ethernet). Причин несколько, главная - неограниченные возможности расширения, удобная диагностика разветвлённой сети контролеров, возможности реализации сложных схем управления (когда нет явно выделенного Master и Slave). Более того, я разделяю общую ЛВС дома, ЛВС видеонаблюдения, ЛВС умного дома - в общем случае они разделены, и доступ в сеть контроллеров жестко ограничен и контролируется.

2. "контроллер должен быть максимально простым и заточенным под решение конкретной задачи". В моем случае - есть например контроллеры, отвечающие только за опрос датчиков типа температуры/влажности/давления/освещенности/протечек и так далее. Они не работают в реальном времени, им это и не нужно ... их задача состоит в фоновом опросе датчиков и периодической отправке их показаний. Данные они передают в XML, так как тут важна универсальность, а не оперативность. Есть контроллеры, работающие в реальном времени и управляющие чем-то важным. Там задача обратная - предельно быстро реагировать на изменения сигналов с датчиков и немедленно информировать об этом управляющий центр, и немедленно исполнять команды с задержкой не более 2 мс. Для описанных выше задач годится любой ОМК, типа банальной атмеги. Никаких Razberry и аналогов - они невероятно избыточны для простейших задач управления, и в итоге вероятность отказа/глюка/сбоя/зависания там куда выше.

3. "Контроллер должен решать простейшие задачи управления совершенно автономно". Т.е. если например стоит задача управлять теплым полом, то управление должно идти независимо и автономно - в таком случае контроллер регулярно передают на центр управления статистику, может получать команды по изменению конфигурации, но не более того... Простейший пример это управление светом - кроме команды от центра управления свет можно включить/выключить радиопультом напрямую, или кнопкой (если таковая есть), или каким-то аварийным выключателем. Т.е. если рухнула сеть, или произошла глобальная авария, то локальное управление будет работать исправно. Другой пример - сработали пожарные датчики, информирование прошло, но центр управления не отвечает. Следовательно, выждав паузу в 30-90 секунд и отработав критерии надежности (что скажем сигнал "пожар" дает одновременно газоанализатор и тепловые датчики) нужно запустить пожаротушение.

4. "Все системы должны иметь минимальную, но достаточную защиту от дурака". Показательны пример: есть управление нагревателями чего-то. Там должен быть независимый контроль температуры и должен быть жестко забит верхний порог. И если он достигнут - цепи питания должны быть разорваны гарантировано и автономно ... Это важная вещь, так как скажем может задурить основной термодатчик, может зависнуть управляющий контроллер, может центр управления передавать ввиду глюка ошибочные команды - но это не должно привести к беде... Как следствие, у меня стоят механические термостаты, реле давления и т.п., и применяются они в примитивных цепях блокировки. Антипример, которого у меня нет и не будет - дистанционного управляемое реле, подключенное к примеру по 1-WIRE (типовая ситуация - связь прервалась, и оно осталось в последнем состоянии до восстановления связи, что за это время произойдет и каково состояние реле - х.з.)

5. "Команды контролерам должны по возможности содержать в себе действия при уходе в автономный режим". Пример - включается свет. Команда может выглядеть как "включи реле канала 4", а может "включи реле канала 4 и выключи его через 30 минут, если не поступят иные распоряжения". Таким образом во втором варианте если свет должен гореть постоянно, то сервер управления скажем раз в 15 минут будет давать команду продления включения на 30 минут, по сути сбрасывая таймер выключения. Если связь прервется - свет через 30 минут погаснет. Аналогично со всеми дистанционно управляемыми цепями, они или работаю согласно п.п. 3, или согласно п.п. 5

6. Контроллеры должны иметь хорошее резервированное электропитание, с защитой от "бросков" напряжения и т.п. Нет ничего хуже умного дома, включенного в розетку и перезагружающегося при каждом мигании света ...

Вот как-то так :)

 

 

Хочу постепенно тут описать все то, с чем мне пришлось столкнуться. В скором времени покажу систему, которая у меня есть в текущий момент

 
 
Поскольку сам датчик температуры DS18B20 достаточно простой, то первое решение, приходящее на ум, -  повесить его на паразитное питание от USB.
 
Но просто так напрямую подключать его к проводам и загружать канал от USB как-то не особо хотелось. К тому же это накладывало некоторые интересные ограничения - в единичный момент времени по USB я мог бы опрашивать только 1 из компонентов. Что дико не удобно. Ещё мне хотелось защитить сенсоры от помех. А так же добавить светодиод, сигнализирующий о работе датчика. 
 
Решено было использовать внешнее питание 12 вольт и преобразовывать его до 5.
 
Была сделана принципиальная схема. Параллельно с ней я сразу же делал в программе Layout пробную разводку платы. Для наглядности сделал 3D, поместил в корпус и получил рендер того, как это будет выглядеть на самом деле:

 

Решение делать такую плату очень странное ... во первых непонятно, зачем так сложно ... берем кабель КСПВ 4*0.5. Он тонкий, очень гибкий, там 4 жилы. у DS18B20 три лапки - +, сигнал и земля. Включать его лучше всего без паразитного питания, т.е. на + подаем +5В (он работает и от 3.3) с платы контролера, это первый провод кабеля. DATA подтягиваем к плюсу резистором 4.7 кОм на стороне контроллера, это второй провод кабеля, и наконец оставшиеся 2 провода - земля. Сам DS18B20 паяем на другом конце кабеля и заливаем эпоксидкой для защиты. Такой кабель можно проложить где угодно, в плинтусе например, и никакие платы не нужны :) Со стороны платы контроллера есть смысл сделать защиту линии + от КЗ, например резистор на 100 Ом воткнуть (DS18B20 потребляет столь мало, что на питание от USB их 100 штук можно повесить ...). Второй момент - я верно понимаю, что линейный стабилизатор и собственно DS18B20 стоят в одном пластиковом корпусе розетки ? Если да, то так делать нельзя - датчик будет показывать температуру внутри коробочки, стабилизатор будет нагревать там воздух, пластик - отличный теплоизолятор. Будет измеряться не температура в комнате, а температура в коробочке (погрешность может быть минимум в 2-3 градуса, плюс получим приличную инерцию). В идеале термодатчик должен иметь непосредственный контакт с воздухом комнаты...

Изменено пользователем Zaitsev Oleg
Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

@Zaitsev Oleg, почитал и сложилось мнение, что умный дом вы делали для дворца ФСБ. :rolleyes:

Можно увидеть наглядную схему (фотографии), например, как в первом посте? Вы все (прокладка кабели, установка датчиков и т.п.) это делали самостоятельно или были привлечены другие специалисты? Если не тайна, во сколько приблизительно это удовольствие обошлось? Стоит такое делать для двух-трехкомнатных квартир?

Нашел несколько интересных статей на habrahabr.ru по умному дому:

http://habrahabr.ru/post/253505/

http://habrahabr.ru/company/blackswift/blog/251837/

http://habrahabr.ru/post/254199/

http://habrahabr.ru/post/209916/

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

@Zaitsev Oleg, почитал и сложилось мнение, что умный дом вы делали для дворца ФСБ. :rolleyes:

Можно увидеть наглядную схему (фотографии), например, как в первом посте? Вы все (прокладка кабели, установка датчиков и т.п.) это делали самостоятельно или были привлечены другие специалисты? Если не тайна, во сколько приблизительно это удовольствие обошлось? Стоит такое делать для двух-трехкомнатных квартир?

Нашел несколько интересных статей на habrahabr.ru по умному дому:

http://habrahabr.ru/post/253505/

http://habrahabr.ru/company/blackswift/blog/251837/

http://habrahabr.ru/post/254199/

http://habrahabr.ru/post/209916/

Фотографий у меня нет... Всю систему я делал сам (т.е. начиная с проектирования и разработки контроллеров, их ПО и протоколов, и заканчивая прокладкой всех коммуникаций, пуско-наладкой и т.п.), но мой пример опять-же не показатель, там как моя базовая профессия - промышленная электроника. Если делать все самостоятельно, то по текущему доллару за 10-15 т.р. можно автоматизировать комнату по максимуму под ключ (цена включает пару контроллеров, корпус, планшет на стену для управления, датчики, исполнительные устройства типа регуляторов отопления ...). Без планшета и в минимуме - можно без проблем вписаться в 3-5 т.р. с одной комнаты. Но это при условии, что есть возможность изготовить все необходимое в домашних условиях.

А вот если заказать готовое решение и с монтажом - цены страшно представить, автоматизация коттеджа может стоить миллионы (можно для примера посмотреть оборудование Z-WAVE - хорошая штука, беспроводная... но там одно реле или диммер будет стоить порядка 4 т.р., аналогично стоит датчик открывания дверей более крутые системы могут стоить от 50-100 т.р. с одной комнаты, т.е. система никогда не окупится). Автоматизировать 2-3 комнатную квартиру можно, только смысл на мой взгляд не очень большой (удобство повысится не очень сильно, если сделан ремонт - будет проблема с прокладкой проводки).

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

 

Решение делать такую плату очень странное ... во первых непонятно, зачем так сложно ... берем кабель КСПВ 4*0.5. Он тонкий, очень гибкий, там 4 жилы. у DS18B20 три лапки - +, сигнал и земля. Включать его лучше всего без паразитного питания, т.е. на + подаем +5В (он работает и от 3.3) с платы контролера, это первый провод кабеля. DATA подтягиваем к плюсу резистором 4.7 кОм на стороне контроллера, это второй провод кабеля, и наконец оставшиеся 2 провода - земля. Сам DS18B20 паяем на другом конце кабеля и заливаем эпоксидкой для защиты. Такой кабель можно проложить где угодно, в плинтусе например, и никакие платы не нужны :) Со стороны платы контроллера есть смысл сделать защиту линии + от КЗ, например резистор на 100 Ом воткнуть (DS18B20 потребляет столь мало, что на питание от USB их 100 штук можно повесить ...). Второй момент - я верно понимаю, что линейный стабилизатор и собственно DS18B20 стоят в одном пластиковом корпусе розетки ? Если да, то так делать нельзя - датчик будет показывать температуру внутри коробочки, стабилизатор будет нагревать там воздух, пластик - отличный теплоизолятор. Будет измеряться не температура в комнате, а температура в коробочке (погрешность может быть минимум в 2-3 градуса, плюс получим приличную инерцию). В идеале термодатчик должен иметь непосредственный контакт с воздухом комнаты...

 

В момент реализации про отдельный контроллер я не задумывался. Всё работало от USB компьютера. А 12 вольт я использовал по причине, что предполагалось использовать устройства, с таким напряжением. Поэтому для датчиков пришлось ставить стабилизатор с конденсаторами.

 

Что касается перегрева - это у меня в ходе первых испытаний выяснилось. Скоро про это расскажу ;)

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Продолжим :)

 

После получения план для температурных датчиков тут же решил делать реле. Чтобы контролировать свет и другие электрические предметы.

 

Идей было много - на одной плате разместить подключения сразу несколько независимых потребителей, сделать кнопки. Но всё это ограничивалось размерами стандартной телефонной коробочки.

 

В результате была построена следующая схема - 1 потребитель - 1 кнопка. Если нужно больше, то можно подряд подключить несколько готовых модулей реле.

Создание принципиальной схемы не вызвало проблем - преобразователь напряжения уже готов в датчике температуры, а управление потребителями осуществляется через связку симистора и оптореле (электромагнитное реле использовать не захотел - щелкает и занимает много места, хотя и надежней). Связка оптореле и симистора позволяет подключить нагрузку до 16 Ампер.

 

После тщательной многократной проверки и редактирования макета готовые файлы были отправлены в уже известную компанию Резонит/Микролит. Несколько дней ожидания и курьер вручает в руки заветный плотный конверт.

 

0_88ccc_e2527450_XL.jpeg.jpg

 

Платы готовы. Теперь остается напаять элементы и всё это протестировать. Продолжение следует...

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Связка оптореле и симистора позволяет подключить нагрузку до 16 Ампер. 

Потянет симистор максимум 500 Вт, а реально - не более 200 Вт. Дело в том, что 16А - это максимальный ток при условии, что симистор стоит на радиаторе внушительного размера и хорошо охлаждается. В данном случае судя по плате он без радиатора и в пластиковой коробочке, которая маленькая по объему и является неплохим теплоизолятором. Посчитать можно просто - падение напряжения на симисторе порядка 2В, если ток будет порядка 1А (т.е. мощность порядка 200-250 Вт), то получим тепловыделение 2 Вт. Это для маленькой коробочки уже весьма прилично, она как минимум станет теплой, а симистор - горячим. Для управления светом с энергосберегающими лампочками это не очень критично, там мощности порядка 10-15 Вт на лампочку, т.е. большая люстра - это максимум 100 Вт. Но будет иная проблема - симистор отлично работает на активную нагрузку, с косинусом фи порядка 1. Энергосберегающая лампочка - нагрузка для симистора корявая, возможны разные чудеса, наиболее типовое из них - самопроизвольное моргание лампочки в выключенном состоянии (причина кроется в том, что небольшого точка через закрытый симистор достаточно, чтобы со временем зарядилась емкость в блоке питания лампочки и она кратковременно вспыхнула (частота от 1-2 вспышек в секунду и до 1-2 вспышек в минуту). Реже бывает самопроизвольное включение и выключение (проявляется как короткая вспышка или наоборот, моргание в включенном состоянии). Плюс на плате я не вижу снаббера и предохранителя. Без снаббера прожить можно (особенно если не управлять двигателями и прочей индуктивной нагрузкой), без предохранителя - хуже, при сгорании лампочки высока вероятность сгорания симистора. 

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

@Zaitsev Oleg, почитал всю тему :coffee:  (решил что вам нужно запатентовать решение умного дома и начать ее внедрение) :rolleyes: , но не увидел сколько времени ушло у вас на реализацию умного дома у себя (неделя, месяц, год)? 

Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

@Zaitsev Oleg, да, симистор греется прилично. Всё это у меня выяснилось после пробного запуска. Придется на электромагнитное реле менять. Про предохранитель  - спасибо! Что-то про него не подумал. Вставлю в схему

 

Вернусь к рассказу :)

 

Все платы получены, теперь на очереди пайка, сборка и проверка. 

 

Пайка

 

Вот так выглядит моя рабочая поверхность, за которой я работаю:

0_88ccf_167ddef0_XL.jpeg.jpg

 

Проверил все платы на наличие разрывов дорожек и начал паять первые детали.

 

Схема температурного датчика перед глазами, паяльник в руке, обработка жидкой канифолью мест пайки и непосредственно сама пайка.

Получилось для первого раза, я считаю, всё очень аккуратно:

0_88cce_5d56d7ad_XL.jpeg.jpg

 

Во время пайки реле обнаружилось несколько проблем:

 

1) При проектировании реле я допустил серьёзную ошибку - неправильно в схему включил диод. Пришлось менять расположение элемента и делать перемычку. С этим справился - на первый взгляд заметить изменения практически невозможно.

 

2) Выяснилась ещё одна очень неприятная деталь - светодиод. По какому-то неведомому правилу отечественные и импортные диоды имеют разную полярность. Целый вечер был убит на поиск проблемы, хотя она находилась практически на самом видном месте.

 

3) Расположение симистора на плате. Промахнулся с его размерами и он попросту не влазил в отведенное ему пространство. Проблему решил изгибанием ножек.

 

После пайки ещё раз на максимальном сопротивлении прозвонил конденсаторы - пробоя нигде нет, значит - целые.

 

Сборка и проверка

 

15 метров витой пары, которые любезно отмотали сотрудники провайдера при подключении интернета, пригодились как нельзя кстати - в качестве соединяющих проводов.

 

Поскольку все элементы в устройстве питаются от 12 Вольт, то соответственно в сеть введено подключение внешнего блока питания:

0_88ccd_9bbebc5f_XL.jpeg.jpg

 

Всё это дело подключаю к компьютеру, устанавливаю драйвер, включаю в розетку блок питания, и... Светодиод на датчике загорается и плавно тухнет. В компьютере устройство не определилось.

 

Проверяю, хорошо ли сидят в разъёмах провода, повторяю все те же действия - неудача. Вся система не желает определяться, питание к датчику не поступает. Возникают подозрения, что где-то перепутаны какие-то провода. Прозваниваю каждый провод - вроде бы всё точно. Начинаю смотреть, как же я подвел питание к датчику. Оказалось, что 2ой час ночи дал о себе знать. Я питание подвел напрямую к датчку к той ножке, куда должен подводиться информационный канал...

 

С самыми плохими предчувствиями прозваниваю датчик - он в порядке. Перепаял ножки, глубокий вздох, втыкаю адаптер в USB, блок питания - в сеть...

 

Определилось! Устройство успешно зарегистрировано в системе, лампочка на датчике горит - можно снимать показания!

 

Для первоначальной проверки решил воспользоваться стандартной утилитой, предоставляемой компанией-производителем адаптера. Получился график температуры в комнате, который фиксируется датчиком. Датчик опрашивается непрерывно:

0_88cca_893915e6_XL.png.jpg

 

Если кто обратил внимание - на первой фотографии на рабочем столе виден компактный термометр, который показывает практически такую же температуру.

 

Точность - тысячные доли градуса, диапазон работы датчика от -55 до 125 градусов. Осталось проверить как хорошо реагирует датчик на изменение климата в комнате. Закрываю форточку и вижу следующий скачок:

0_88ccb_b2243326_XL.png.jpg

 

Датчик мгновенно зафиксировал скачок температуры. Первые результаты оказались положительными. 

 

Теперь очередь реле.

0_8abd0_138c0c54_XL.jpeg.jpg

 

Подключаю всю систему к компьютеру, лампочку в розетку. Реле сразу же определилось в программе.

 

Затаив дыхание переключаю в программе контроллер в активное положение и...

0_8abd1_47669d28_XL.jpeg.jpg

 

Лампочка горит! 

 

Температура определяется, лампочки включаются :) Первая схема получилось вполне рабочей.

 

Казалось бы, можно было делать остальные датчики, но тут возникает та самая ложка дегтя, про которую говорил Олег.

Подробно про минусы данной схемы и почему после этого я решил делать всё заново с нуля расскажу в следующий раз. 

Изменено пользователем Kanaduchi
Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.


×
×
  • Создать...