ARDUINO для автоматизации аквариума (страница 8)

Создал отдельную тему по вопросам использования простых и не дорогих плат ARDUINO для целей автоматизации аквариума.
Идея такая - довести это устройство до полнофункционального контроллера для аквариума, в итоге - с WEB сервером для управления по сети в т.ч. Интернет, и GSM модулем с отправкой SMS.
Начало обсуждения в теме про дозатор :
дозатор

Информация будет, в основном, в виде конкретных примеров.

Пример 1. Использоание плат Arduino UNO и Arduino NANO для управления по времени суток устройствами в 2-х каналах посредством релейного модуля.
Предполагается использование для создания 2-х канального дозатора, но и для включения света, например подойдет, и для многих других целей также.

Используется модуль часов реального времени, для точного планирования по времени суток, и релейный модуль. В данном примере используется 4-канальный, но 2 канала не используются...

Схема коммутации в случае использования платы UNO R3:

(utime
//Если секунд с начала суток больше, чем задано для включения
//Но, одновременно и меньше, чем задано для включения + длительность
{
digitalWrite(RelayChn1,LOW); //Устанавливаем на ПЕРВОМ входе релейного модуля НИЗКИЙ уровень - реле срабатывает
}
else //во всех остальных случаях
{
digitalWrite(RelayChn1,HIGH); //Устанавливаем на ПЕРВОМ входе релейного модуля ВЫСОКИЙ уровень - реле выключается
}

//------------КАНАЛ 2 - все аналогично -----------
if ((utime >= StartRelCn_2) &&
(utime
{
digitalWrite(RelayChn2,LOW); //Устанавливаем на ВТОРОМ входе релейного модуля НИЗКИЙ уровень - реле срабатывает
}
else
{
digitalWrite(RelayChn2,HIGH); //Устанавливаем на ВТОРОМ входе релейного модуля ВЫСОКИЙ уровень - реле выключается
}

}//------------Конец ЦИКЛА-----------------------------


(Редактор текста на данном сайте - к сожалению, "ломает" красивое форматирование.

PS: Выложил этот скетч на файлообменник :
http://my-files.ru/h...

В данной программе реализован, довольно-таки простой подход, а простота - основа надежности.

Каждое из 2-х реле срабатывают один раз в сутки в указанное время, причем время указывается в количестве секунд от начала суток, и удерживается указанное количество времени в секундах.
Такой способ задания времени - несколько сложен для понимания, но за это - не нагружает программу и процессор лишним функционалом, который понадобится всего один раз.
Для определения времени наступления события начала включения и выключения реле - используется время в формате UNIX.

Такой подход хорош тем, что даже если включение или перезагрузка платы произойдет в промежутке времени включения, то реле включится в оставшееся время.
В случае с дозированием, это не много что дает, но в случае, если по аналогии будет сделано управление светом, то при подаче напряжения на плату, например, после пропадания напряжения питания, или после посадки напряжения, или др. аналогичных событий, включение и выключение реле произойдет корректно.

У комплектных минутных и секундных таймеров "с розеткой" - об этом можно только мечтать....не реализован такой функционал, и еще у них есть один минус. Реле в таких таймерах - не удерживаемое, а переключаемое, со всеми вытекающими последствиями....

Для программирования нескольких включений каждого реле в течение суток - естественно, потребуется несколько другой подход....спрашивайте когда кому-то потребуется, пока не хочу все усложнять...
В принципе, можно добавить константных переменных, содержащих время и длительность срабатывания, и соответственно добавить проверку на условия.
Если количество необходимых срабатываний каждого реле в сутках больше чем 2 - лучше оформить проверку условий в отдельной функции. Как, говорил человек, учивший меня программированию - "все, что ты делаешь в программе больше двух раз - оформляй отдельной процедурой, или функцией".

Главное ограничение этого подхода - включение и выключение реле - должно произойти в одних сутках. Если необходимо чтобы, реле включилось в одних сутках, а выключилось в других - необходимо разбить это задание на 2 задания, или применить другой метод проверки условий наступления событий включения и выключения.

Весь этот пример тестировался на "живом" железе :

Для наглядности отладки был еще подключен LCD дисплей 16 сим в 2 строках.
Схема итоговая была такая:

Обратите внимание, что при использовании I2C последовательного интерфейса - соединения значительно упрощаются. И LCD дисплей подключен транзитом через модуль RTC (часов реального времени). Никаких паяных соединений нет вообще....все скоммутировано - проводами с разъемами.
Скетч - естественно, несколько другой использовался с добавлением строк инициализации и использования LCD 16x2.

Плата использовалась типа такой:
http://www.ebay.com/...
цена примерно 350 руб.

Релейный модуль
http://www.ebay.com/...
цена примерно 150 руб.

Модуль часов реального времени:
http://www.ebay.com/...
Цена примерно 55 руб.

Для сокращения бюджета можно использовать плату проще:
http://www.ebay.com/...
Цена примерно 200 руб.

Если есть потребность подключить ЖК дисплейчик, то лучше брать ЖК дисплей (LCD) c I2C интерфейсом - это сильно упрощает коммутацию, и сокращает количество использованных портов на микроконтроллере.
Например такой можно использовать :
http://www.ebay.com/...
цена около 180 руб.

На ЖК можно выводить статусную информацию, информацию об ошибках, диагностическую информацию. Все это, конечно, можно и в последовательный порт компьютера выводить, но это не всегда удобно (скорее наоборот), поэтому я всегда использую какой-нибудь девайс для вывода информации.

Для использования I2C интерфейса - необходима библиотека Wire. Она есть в стандартном дистрибутиве среды программирования Arduino.
Для использования модуля RTC на микросхеме DS1307 нужна библиотека RTClib.
Если ее не будет в стандартном дистрибутиве, то ее можно взять в интернет. Например здесь :
http://arduino-info....

Необходимо, скачать, и разархивировать zip-файл в папку с понятным названием, например RTCLib. Затем эту папку поместить в папку, где среда Arduino хранит свои библиотеки. Если ставили среду программирования с настройками по умолчанию, то этой папкой будет :
C:Program FilesArduinolibraries
Сюда и помещайте папки с подключаемыми библиотеками. Если на этот момент, среда программирования была запущена - ее необходимо закрыть, и запустить заново. После этого библиотека будет доступна в меню Скетч/Импортировать библиотеку.

Микросхема RTC модуля DS1307, как правило использует адрес на шине I2C равный 0x68
поэтому, необходимо проверить в библиотечных файлах, библиотеки RTClib наличие строки типа этой:
#define DS1307_ADDRESS 0x68

Если будет использоваться LCD 16x2 с I2C интерфейсом, то - понадобиться библиотека LiquidCrystal_I2C. Можно скачать здесь :
http://dvrobot.ru/lc...
Как подключить к среде программирования Arduino - см. выше

ВАЖНО : при использовании I2C устройств - в скетче, библиотека Wire - должна быть объявлена первой, иначе - будут ошибки компиляции.

По этому примеру - все....

в следующем - присоединение термо-датчика DS18B20, и создание несложного терморегулятора.....


Изменено 24.12.13 автор Z0RS

arch07

Как проверить жк диспей самым простым скетчем при схеме подключения из первого поста?

Bwzs
Все работает.ну всмысле мигает на 13 пине. Как я понял в данном скетче нет обращения к модулю дисплея, правильно?

Bwzs
Все добавляю. как установить билиотеки я нашел. Только вот при добавлении библиотвеки LiquidCrystal_I2C из первого поста, ругается:

Немного решил проблему) Поставил на мак винду (боже какая она сложная) ну да ладно.
Взял скетч автора kirex05 с этого поста ARDUINO для автоматизации аквариума
и в итоге он ругается выдал такую картину

Bwzs

с библиотекой разобрался) Теперь проблемы с инициализацией дисплея,
ругается на эту строчку
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); // устанавливаем адрес 0x27, и дисплей 16 символов в 2 строки (16х2)

Ладно .пока, я так понял, я пришел не тот форум по этом теме) пойду на специализурующий форум по ардуино. Жаль только что покупал детали из первого поста и качал библиотеки из первого, и не работает ничего

сообщение Bwzs
с библиотекой разобрался)

сообщение Bwzs
Теперь проблемы с инициализацией дисплея, ругается на эту строчку
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); // устанавливаем адрес 0x27, и дисплей 16 символов в 2 строки (16х2)

сообщение Bwzs
Ладно .пока, я так понял, я пришел не тот форум по этом теме) пойду на специализурующий форум по ардуино. Жаль только что покупал детали из первого поста и качал библиотеки из первого, и не работает ничего

Z0RS

Bwzs

сообщение Z0RS
То, что я здесь, разжевываю материал как для детей 4-5 класса средней школы - больше никто не делает....да и я это делать скоро прекращу.....

Дядька-рыбомор
ZORS, не бросайте тему, вы еще нужны

Дядька-рыбомор
не бросайте тему

А я похвастаюсь дозатором удобрений:

Z0RS

arch07
Требуется функция аргументом которой будет 1. серва, 2. кол-во мл (а вернее качков - так откалибровано)
Проблема в том, что у каждой сервы свои значения крайних положений.

arch07
Планирую возможность расширения до 4 дозаторов, но как это грамотно реализовать?

arch07
Ардуино двумерные массивы поддерживает? А то в документации не найду никак про это.

arch07
И наверно от задержек тут отказаться не удастся.

arch07
И еще вопросик - так как сервы всегда используются по очереди стоит ли городить огород с раздельным питанием?

Я пока тут разобраться хочу, но не могу.

Требуется функция аргументом которой будет 1. серва, 2. кол-во мл (а вернее качков - так откалибровано)

Проблема в том, что у каждой сервы свои значения крайних положений.

for (int i=0; i

myservo.writeMicroseconds(1120);

delay (1000);

myservo.writeMicroseconds(500);

delay (1000);

}

Вот это кусок кода калибровки для 1-й сервы. У второй совсем другие значения:

У вас нет калибровки - у вас есть подбор значений, это совсем другой подход. Можно просто подобрать значения для каждого сервопривода и писать их во флеш. Все нужные данные можно поместить в структуру, экземпляр которой передавать в функцию. Например:

struct ServoData{
int min;
int max;
Servo myservo;
int count;
};

Один раз в setup, например инициализируете нужное количество экземпляров структур, а дальше используете в функции:

void pumpTask(ServoData sData){


for (int i=0; i sData.myservo.writeMicroseconds(sData.min);
delay (1000);
sData.myservo.writeMicroseconds(sData.max);
delay (1000);
}

Планирую возможность расширения до 4 дозаторов, но как это грамотно реализовать?

Реализовал вам чуть выше, пользуйтесь

Ардуино двумерные массивы поддерживает? А то в документации не найду никак про это.

И не найдете, массивы реализованны средствами языка С. Массив не нужен - объявите глобально по экземпляру структуры ServoData на каждую серву.

И наверно от задержек тут отказаться не удастся.

Можно, но придется заморочиться с реализацией конечного автомата (он же машина состояний). Требований к быстродействию у системы нет, можно и так оставить.

И еще вопросик - так как сервы всегда используются по очереди стоит ли городить огород с раздельным питанием?

Что значит с раздельным питанием? У вас сервы не напрямую к контроллеру подцеплены я надеюсь?

Изменено 14.4.14 автор SilverSwift

SilverSwift

Если я хочу хранить переменную count не в структуре

void pumpTask(ServoData sData, count){

for (int i=0; i

sData.myservo.writeMicroseconds(sData.min);

delay (1000);

sData.myservo.writeMicroseconds(sData.max);

delay (1000);

}

Правильно, но см. выше.

А вызов для 4-й сервы на 3 качка будет выглядеть так:

pumpTask(ServoData4, 3);

где ServoData4 - структура для 4-й сервы:

struct ServoData4{

int min = 500;

int max = 1250;

Servo myservo4;

};

Совсем не так, все напутали Читаните что-нибудь про С структуры, станет понятнее.

Если говорить доступным языком, отбрасывая некоторые детали, то структура ServoData - это что-то вроде типа данных, который мы определили сами. Структуру достаточно определить один раз глобально (в начале файла вне функций) и далее ее можно использовать для создания переменных типа ServoData, такие переменные (определенных пользователем типов) называют экземплярами.
Структура имеет так называемые поля (min, max, myservo, count) различных типов (int, Servo). Обратиться к каждому полю можно по имени экземпляра с помощью оператора ".". Например:

//объявление структуры
struct ServoData{
int min;
int max;
Servo myservo;
int count;
};
//создаем экземпляр sData структуры ServoData
ServoData sData;

sData.min = 10; // получаем доступ к полю min, экземпляра структуры sData

Так вот, чтобы работать с несколькими сервами надо:
* объявить структуру;
* создать нужное количество экземпляров структур;
* инициализировать каждый экземпляр.

Для примера, работа с двумя сервами:

//объявление структуры
struct ServoData{
int min;
int max;
Servo myservo;
int count;
};

ServoData sData1; //создаем экземпляр для первой сервы
ServoData sData2; //создаем экземпляр для второй сервы

void pumpTask(ServoData sData){

for (int i=0; i sData.myservo.writeMicroseconds(sData.min);
delay (1000);
sData.myservo.writeMicroseconds(sData.max);
delay (1000);

}

void setup(){
sData1.min = 815; //задаем минимальную частоту ШИМ
sData1.max = 1500; //задаем максимальную частоту ШИМ
sData1.myservo.attach(servo1Pin); //servo1Pin - номер ноги контроллера к которой подцеплен сигнальный шнурок сервы
sData1.count = 5; //покачать 5 раз

sData2.min = 500; //задаем минимальную частоту ШИМ
sData1.max = 1120; //задаем максимальную частоту ШИМ
sData1.myservo.attach(servo2Pin); //servo2Pin - номер ноги контроллера к которой подцеплен сигнальный шнурок сервы
sData1.count = 3; //покачать 3 раза
}

void loop(){

//некоторое условие при выполнении которого надо покачать первой сервой
......
.....
{
pumpTask(sData1); //качаем так как описано в структуре
}

//некоторое условие при выполнении которого надо покачать второй сервой
//и изменить начальное число качков на 10
......
.....
{
sData2.count = 10; //записываем 10 качков вместо старого значения
pumpTask(sData2); //качаем
}

}

Может компилятор ругнется на что-то, пришлите листинг ошибки - решим.

SilverSwift

Собранный контроллер работает без проблем уже 3-ю неделю. Я всем доволен, единственное есть один нюанс. В установках #define PWM_LW_MAX 120, т.е. убавлен почти наполовину. При выключении света в автоматическом режиме он сначала вспыхивает почти до максимума, а потом начинает как и положено медленно гаснуть. Вопрос: почему появляется вспышка.
Вот кусок кода:

#define PWM_LW_MIN 0 //Если необходим ток покоя на LED - изменить эту константу
#define PWM_LW_MAX 120//Если необходимо ограничить максимальную яркость - уменьшить значение
#define PWM_LW_PIN 11 //Пин порта, где будет ШИМ LW

#define PWM_LR_MIN 0 //Если необходим ток покоя на LED - изменить эту константу
#define PWM_LR_MAX 150//Если необходимо ограничить максимальную яркость - уменьшить значение
#define PWM_LR_PIN 3 //Пин порта, где будет ШИМ LR

#define PWM_LB_MIN 0 //Если необходим ток покоя на LED - изменить эту константу
#define PWM_LB_MAX 230 //Если необходимо ограничить максимальную яркость - уменьшить значение
#define PWM_LB_PIN 12 //Пин порта, где будет ШИМ LB

#define mn 60UL //Дополнительные константы для удобства
#define hr 3600UL //Отражают соответствующие количества секунд
#define d 86400UL

long sunrise_start = 13*hr+00*mn; //Начало восхода в 13-00
long sunrise_duration = 2*mn; //Длительность восхода 2 минуты
long sunset_start = 22*hr+00*mn; //Начало заката в 22-00
long sunset_duration = 3*mn; //Длительность заката 3 минуты
long moonrise_start = 22*hr+00*mn ;//Начало луны в 22-00
long moonrise_duration = 3*mn;//Длительность восхода луны 3 минуты
long moonset_start = 23*hr+00*mn;//Конец луны в 23-00
long moonset_duration = 3*mn; //Длительность заката луны

void setup(){

Serial.begin(9600);
lcd.begin(16, 2); // запускаем библиотеку экрана
pinMode(40, OUTPUT); // Включаем кипятильник
pinMode(41, OUTPUT);
digitalWrite(40, Relay_On);
digitalWrite(41, Relay_On);
Wire.begin(); //Инициируем I2C интерфейс
RTC.begin(); //Инициирум RTC модуль
analogWrite(PWM_LW_PIN, PWM_LW_MIN); //Пишем в порт минимальное значение
analogWrite(PWM_LR_PIN, PWM_LR_MIN);
analogWrite(PWM_LB_PIN, PWM_LB_MIN);

void loop() // ПРОГРАММЫй безусловный ЦИКЛ
{
analogWrite(10, 100);
lcd.setCursor(0, 1);
long pwm_LW;
long pwm_LR;
long pwm_LB;
DateTime myTime = RTC.now(); //Читаем данные времени из RTC при каждом выполнении цикла
long Day_time = myTime.unixtime() % 86400; //сохраняем в переменную - время в формате UNIX
lcd.setCursor(11,0);
if(myTime.hour() lcd.print(myTime.hour(), DEC);
lcd.print(":");
if(myTime.minute() lcd.print(myTime.minute(), DEC);

if (reg==0){
//*********************************************************************************************
// обработка интервала до восхода и после заката
//*********************************************************************************************
if ((Day_time (Day_time>=sunset_start+sunset_duration)) { //Или больше чем начало заката + длительность
pwm_LW = PWM_LW_MIN; //Величина для записи в порт равна минимуму
pwm_LR = PWM_LR_MIN;

//*********************************************************************************************
// обработка интервала восхода
//*********************************************************************************************
}else if ((Day_time>=sunrise_start) && //Если с начала суток больше чем начало восхода
(Day_time
pwm_LW = ((Day_time - sunrise_start)*(PWM_LW_MAX-PWM_LW_MIN)) / sunrise_duration; //Вычисляем для рассвета величину для записи в порт ШИМ
pwm_LR = ((Day_time - sunrise_start)*(PWM_LR_MAX-PWM_LR_MIN)) / sunrise_duration;

//*********************************************************************************************
// обработка интервала заката
//*********************************************************************************************
}else if ((Day_time>=sunset_start) && //Если начала суток больше чем начало заката и меньше чем
(Day_time
pwm_LW = ((sunset_start+sunset_duration - Day_time)*(PWM_LW_MAX-PWM_LW_MIN)) / sunrise_duration; //Вычисляем для заката величину для записи в порт ШИМ
pwm_LR = ((sunset_start+sunset_duration - Day_time)*(PWM_LR_MAX-PWM_LR_MIN)) / sunrise_duration;

//********************************************************************************************
// обработка интервала от конца рассвета и до начала заката,
// когда свет должен быть включен на максимальную яркость
//********************************************************************************************
}else {
pwm_LW = PWM_LW_MAX; //Устанавливаем максимальную величину для записи в порт ШИМ
pwm_LR = PWM_LR_MAX;
}

analogWrite(PWM_LW_PIN, pwm_LW);//Пишем в порт вычисленное значение
analogWrite(PWM_LR_PIN, pwm_LR);

// обработка интервала до восхода луны и после заката
//*********************************************************************************************
if ((Day_time (Day_time>=moonset_start+moonset_duration)) {//Или больше чем начало заката + длительность
pwm_LB = PWM_LB_MIN; //Величина для записи в порт равна минимуму

//*********************************************************************************************
// обработка интервала восхода луны
//*********************************************************************************************
}else if ((Day_time>=moonrise_start) &&//Если с начала суток больше чем начало восхода
(Day_time
pwm_LB = ((Day_time - moonrise_start)*(PWM_LB_MAX-PWM_LB_MIN)) / moonrise_duration; //Вычисляем для рассвета величину для записи в порт ШИМ

//*********************************************************************************************
// обработка интервала заката луны
//*********************************************************************************************
}else if ((Day_time>=moonset_start) && //Если начала суток больше чем начало заката и меньше чем
(Day_time
pwm_LB = ((moonset_start+moonset_duration - Day_time)*(PWM_LB_MAX-PWM_LB_MIN)) / moonrise_duration; //Вычисляем для заката величину для записи в порт ШИМ

//********************************************************************************************
// обработка интервала от конца рассвета и до начала заката луны,
// когда свет должен быть включен на максимальную яркость
//********************************************************************************************
}else {
pwm_LB = PWM_LB_MAX; //Устанавливаем максимальную величину для записи в порт ШИМ
}

analogWrite(PWM_LB_PIN, pwm_LB); //Пишем в порт вычисленное значение
}

Пока есть время - делается крышка аквариума, сижу прорабатываю концепцию контроллера.
Столкнулся с тем, что дисплей 20х4 уже маловат.
Неохота делать кнопки для прокрутки информации - решил добавить еще дисплейчик:
Нокиа 5110 (3110) - болтался у меня такой, но пожег при пайке, заказал еще парочку по $2,6.
Как графический - фигня, но как текстовый 6 строк по 14 символов. Подключал через микруху 4050 - для подачи 3,3 в.
Как описано В Adafruit. Единственно мой вариант имеет другую распиновку и подсветка подключается к земле.
И торетически можно русский прикрутить, но не уверен что надо - т.к. по русски больше букв требуется.

В принципе, контроллер готов. На макетке с кучей проводов. Работает. Но для смены настроек надо перешивать.
Нагрузка пока тоже "на весу". Умеет включать/выключать насос по таймеру, поддерживать температуру радиатора включением/выключением вентиляторов. Поддерживать температуру аквариума включением/выключением нагревателя. Включать/выключать СО2 по времени и сверяясь с наличием/отсутствием света (по фоторезистору). Подавать удобрения по расписанию.

Пока не умеет, но будет кормить рыбу - автокормушка в проекте, причем по концепции она должна кормить за полчаса до заката, если только я не покормил "вручную".
Еще осталось прикрутить контроль уровня воды (жду датчик), контроль объема воды. И уговорить жену дать проложить шланг для автоподмены

Пока смотрю в сторону web интерфейса для настроек. Клавиатура хотя и едет из китая, но по-моему менее удобна. Пока оставил только кнопки непосредственного управления - прокачать удобрение, пропустить кормление.

Вопрос: почему появляется вспышка.

Вот кусок кода:

Пока смотрю в сторону web интерфейса для настроек.

SilverSwift
Придется впиливать отдельное устройство с поддержкой TCP/IP, чтобы поднять на нем сервер. Я бы реализовал конфигурацию по UART и написал ПО для ПК. Учитывая, что настройки менять придется редко, можно ограничиться конфигурацией по UART через эмулятор терминала типа putty.

Отдельное устройство?

Реализовать с помощью Ethernet шилд W5100 не получится? Он уже есть

3. Кормушка на сервомашинке, по принципу переворачиваемой сахарницы. Ограничение корма - трубочкой и прорезью в ней внутри емкости. Очень просто реализуется. Можно дополнить второй машинкой, которая будет открывать крышку аквариума.

SilverSwift
Дадите ссылку?