AquaController

Уважаемые аквариумисты, хочется поделиться информацией и опытом по созданию умной "железяки" аквариумного контроллера. За последние несколько лет развитие одно платных компьютеров и им подобных шагнуло далеко в перед. Если ранее нужно было сидеть с паяльником травить лудить и вообще обладать не дюжими знаниями в области радиоэлектроники и программирования, то на текущий момент все это упростилось на столько что появилась возможность и желание сделать все самому. А посему, сею тему буду развивать и поддерживать в силу свободного времени и развития проекта...
Контроллер выполнен в виде нескольких функционально законченных блоков. Данный контроллер построен на платформе Arduino Nano на микроконтроллере ATmega328. Основной упор при разработке делался на дешевизну проекта, поэтому использовались простые комплектующие без сенсорных экранов и прочих излишеств. За исходный функционал брался контроллер Юсупова, а так же меню и экраны управления были взяты по примеру этого контроллера. За исключением собственного функционала.

Комплектующие:
Мозги:Arduino Nano ATmega328
Дисплей: LCD 2004
Блока часов реального времени (DS3231)
Силового блока: В зависимости от типа устройства могут применяться как 4-х канальные, так и 8-ми канальные блоки.
Блок связи ESP8266 модель ESP-07


Основные функции.

• Часы. Индикация даты и времени.
• Управление аквариумными нагрузками от 4 до 8 каналов.
• До 10 ежедневных программ таймера.
• До 10 ежечасных программ таймера. С диапазоном длительности работы до 60 минут.
• До 10 секундных разовых таймеров. С диапазоном длительности работы от 1 до 255 секунд.
• Поддержка до 8 цифровых датчиков температуры2. на 3-х проводной шине.
• Измерение температуры в пределах 16…35 градусов. Разрешение измерения 0.125°C. Возможность управления нагрузкой (обогревателем/охладителем) на любом канале выхода.
• Аккумулятор для работы часов МК. Сохранение хода часов.
• Автоматическое сохранение в энергонезависимой памяти всех настроек (кроме хода часов) при полном отключении питания и разряде аккумулятора.
• Управление устройством через 2-х осевой джойстик.
• Вывод информации на ЖК-дисплей 20*4 с минимальными сокращениями, интуитивно-понятный интерфейс.
• Связь со смартфоном на ОС Android по Wi-Fi. Дополнительное программное обеспечение для быстрого программирования таймеров, термостата, синхронизации времени.
• Удаленное управление устройством по средствам Wi-Fi в локальной сети (либо сети Internet при определенной настройка сетевого оборудования).
• Самостоятельная синхронизация и корректировка даты и времени устройства при наличии доступа устройству в сеть Internet. Либо удаленная синхронизация через смартфон.
• Функция слежения за отклонением показаний датчиков от среднего установленного значения со звуковым оповещением и индикацией аварийного датчика.
• Отключение нагрузки (фильтра) на произвольном выходе при нажатии одной кнопки на 5-30 минут (временное отключение фильтра).

*курсивом выделено что еще в процессе разработки

Текущее состояние проекта:
Собран полноценный девайс на котором будут обкатываться прошивки.
Заканчивается написание прошивки оставшегося функционала (возможно что-то придется вынести в удаленные настройки с Android так как место под скетч катастрофически не хватает). Закончено написание прошивки для модуля связи ESP8266-07. Изготовлены мат.плата для сборки устройства.

Пишется мобильный клиент.
https://bitbucket.or...

Также пишется документация по работе с устройством его сборке и прошивке... Полная документация

Что из этого можно будет потрогать руками?
Практически все. Все материалы по плате, схема, разводки, gerber файлы я выложу после исправления ошибок.

Распиновка

Не знаю как сюда залить файлы печатных плат и прошивок...
В любом случае все материалы можно скачать здесь:
схемы печатных плат: http://pcb.aquagomel...
прошивки: http://pcb.aquagomel...
вспомогательный софт: http://pcb.aquagomel...

Резервная ссылка


Изменено 19.4.17 автор DrJarold

Изменено 19.4.17 автор DrJarold

Залил свежие прошивки:
AquaControllerNano v1.2.3
-исправлена ошибка 1 канала и температурных датчиков.
-исправлена ошибка отключения WiFi
+добавлены режимы временного выключения канала на 5 и 30 мин. Работают при длительном удержании джойстика вверх или вниз.
AquaControllerNano_1_3_0_[led]
+добавлена поддержка работы с 3 драйверами LED. Ручное включение выключение каналов. 10 таймеров рассвета заказа, с максимальным временем задержки 250 сек. Данная прошивка работает только через сдвиговый регистр 74hc165.

Распиновка:

D6 (10), D9(13), D10(14) - каналы используемые LED

//Пин подключен к ST_CP (12) входу 74HC595 D11
byte latchPin = 11;
//Пин подключен к SH_CP (11) входу 74HC595 D12
byte clockPin = 12;
//Пин подключен к DS (14) входу 74HC595 D13
byte dataPin = 13;

D5(9) - switchPin (кнопка джойстика)

D4(8) - tonePin (канал спикера)

D3(7) - температурные датчики

A7(23), A6(24) - X, Y джойстика

A4(27), A5(28) - I2C шина, используется для подключения экрана и модуля часов.

Клиент пока еще в работе, к сожалению не успел еще его доделать, постараюсь дописать для теста хотя бы альфа версию в течении пары недель.

В связи с тем что изменился протокол передачи данных. Необходимо обязательно прошить кроме ардуины модуль связи ESP для него прошивка находится в архиве с прошивкой ардуины.
Документацию обновлю уже после того как закончу клиент. Так как запарился каждый раз ее менять.

Есть есть вопросы или предложения пишите...

DrJarold

А где лучше купить все запчасти, хотелось бы купить сразу все от одного продавца. На алиэкспресс можно все купить, но по частям. Спасибо за данную публикацию. Я присматривался к данной теме и склонялся к готовым решениям, но теперь уже и не знаю, что делать

TypingBug

Вряд ли вы сможете купить все у одного продавца. Тем более зачастую для снижения себестоимости все покупается как-раз таки у разных продавцов. По поводу готовых решений. Ничто не мешает вам иметь и то и другое, но у меня всегда были самодельные устройства. По причине того что заводские стоят космических денег. А по функционалу практически всегда уступают самодельным.

Мобильный клиент.

Текущая версия: 1.2.5*
-------------------------------------------------------
-Исправлены некоторые ошибки (и добавлены новые)
-Добавлена служба мониторинга температуры. Работает в фоновом режиме собирает статистику по температурным датчикам. В
системном лотке можно узнать температуру первого датчика не запуская программу.
-Настроена правильный подсчет расхода электроэнергии (пока без учета температурных таймеров)
-Добавлена информация по температуре для всех датчиков. На вкладке температурных таймеров.
-Добавлены графики изменения температуры для первых двух датчиков. (Нажатие на иконки температуры с главного окна)
-Добавлена синхронизация времени контроллера с временем телефона (через контекстное меню).
-Добавлена настройка GMT часового пояса для правильной синхронизации времени.
-Добавлена информация о типе таймера включившего канал
-------------------------------------------------------
* - Версия альфа. Для тестирования и поиска ошибок.

-------------------------------------------------------

Есть в наличии контроллер из этой темы.
Функционал:

Изготовление мое. Контроллер использовался около полугода на моих банках. Продается так как был изготовлен еще один =)... В наличии сам контроллер, датчик температуры, сетевой шнур. Цена 100 у.е.

Альтернативный источник скачивания: https://1drv.ms/f/s !AtUQdsFO3hWIgYMbwP45VuvP0xUTUA

Исходники прошивок
Все исходники доступны под MIT License по адресу: https://bitbucket.or...

Последняя актуальная версия 1.3.7
- Исправлена ошибка секундного таймера.
- Исправлены ошибки обновления времени.
-Исправлен баг с отправкой данных через клиент для часовых таймеров.
+ Обновления модуля связи теперь можно производить удаленно:http://[IP-устройства]/update
+ Обновление времени через сервера NTP теперь работают с учетом временной зоны. Для этого необходимо в клиенте в настройках установить вашу временную зону, (0,1,2,3... - накидывает время в часах к времени UTC ) и сделать одно обновление времени через клиент далее контроллер сам будет обновлять время с учетом временной зоны (Конечно если включена настройка NTP в контроллере).
- Статистика по температуре более не будет собираться клиентом, а будет собираться на стороне контроллера (более точные данные которые будут доступны и удаленно)
- Все параметры контроллера доступны через REST API, для желающих написать свою web оболочку или любой иной клиент. Список URL:
http://[IP-устр�...
http://[IP-устр�...
http://[IP-устр�...
http://[IP-устр�...
http://[IP-устр�...
http://[IP-устр�...
http://[IP-устр�...
http://[IP-устр�...
http://[IP-устр�... (пока еще в процессе)

Контроллер нa esp* трудится?
У меня уже третий год без нареканий работает:
- настройка освещения по дням недели
- поддержание температуры
- управление всем через интернет

Если интересно, могу подробнее описать

Сергей a

Нет контроллер трудится на Arduino
ESP только как модуль связи

Вышла новая версия контроллера.
Основные функции.

• Часы. Индикация даты и времени.
• Управление аквариумными нагрузками до 8 каналов.
• Управление ШИМ нагрузками до 10 каналов.
• Управление 2-мя внутренними каналами вентиляторов.
• Управление до 7 аналоговыми каналами. (В процессе разработки)
• До 10 ежедневных программ таймера.
• До 10 ежечасных программ таймера. С диапазоном длительности работы до 60 минут.
• До 10 секундных разовых таймеров. С диапазоном длительности работы от 1 до 255 секунд.
• До 4 температурных таймеров.
• Поддержка 4 цифровых датчиков температуры. на 3-х проводной шине.
• Измерение температуры в пределах 16…35 градусов. Разрешение измерения 0.25°C. Возможность управления нагрузкой (обогревателем/охладителем) на любом канале выхода. В процессе разработки: любой канал включая ШИМ и внутренние каналы вентилятора
• Аккумулятор для работы часов МК. Сохранение хода часов.
• Автоматическое сохранение в энергонезависимой памяти всех настроек при полном отключении питания и разряде аккумулятора.
• Управление устройством через сенсорный экран.
• Вывод информации на ЖК-дисплей 480×320 с минимальными сокращениями, интуитивно-понятный интерфейс.
• Связь со смартфоном на ОС Android по Wi-Fi. Дополнительное программное обеспечение для быстрого программирования таймеров, термостата, синхронизации времени.
• Удаленное управление устройством по средствам Wi-Fi в локальной сети (либо сети Internet при определенной настройка сетевого оборудования).
• Самостоятельная синхронизация и корректировка даты и времени устройства при наличии доступа устройству в сеть Internet. Либо удаленная синхронизация через смартфон.
• Функция слежения за отклонением показаний датчиков от среднего установленного значения со звуковым оповещением и индикацией аварийного датчика. (В процессе тестирования)
• Отключение нагрузки (фильтра) при нажатии одной кнопки на 5 или 30 минут (временное отключение фильтра). (В процессе разработки)
• Функция слежения и оповещения за уровнем воды (перелив). (В процессе разработки)
• Функция слежения за PH воды, реализация PH таймеров. (В процессе разработки)

Мобильный клиент.
В данный момент новая версия клиента готова в виде тестового образца. После релиза первой версии прошивки, будет выложена новая версия с обратной совместимостью для старых контроллеров. Для особо нетерпеливых можно писать в ПМ.


Скачать можно по ссылке:

* В данный момент используется бета версия 2.0.0 (необходимо вступить в бета-тестировщики)
https://play.google.... ( с сайта)
https://play.google.... (с мобильного)

Также пишется документация по работе с устройством его сборке и прошивке... Полная документация В процессе написания...

Что из этого можно будет потрогать руками?
Практически все. Все материалы по плате, схема, разводки, gerber файлы доступны для скачивания во вложениях.

Плата контроллера
Project: https://1drv.ms/u/s !AtUQdsFO3hWIgpZm...f18iQ?e=RuUOdB
Gerber: https://1drv.ms/u/s !AtUQdsFO3hWIgpo_...4V6JQ?e=gD9IWt

Плата LED
Project: https://1drv.ms/u/s !AtUQdsFO3hWIgpQS...b1Ubg?e=ogERnh
Gerber: https://1drv.ms/u/s !AtUQdsFO3hWIgpo-...JUDEw?e=GBYn03

Исходники прошивок
Все исходники доступны под MIT License по адресу:
https://bitbucket.or... (Dispaly firmware)
https://github.com/V... (Controller firmware)
https://bitbucket.or... (Android client)

- Обновилась прошивка до 2.1.9
Добавлена поддержка PH (до двух датчиков) (поддержка внешних усилителей PH-45020)
Добавлены таймеры для PH датчиков (используются два таймера по одному на каждый датчик) для управления каналами нагрузок.
Добавлена возможность калибровки. Инструкцию по калибровке + новый клиент выпущу в ближайшие дни.
С появлением нового типа таймера изменился их приоритет:

PH - TEMP - MIN - SEC - DAY (т.е. PH будет с высшим приоритетом потом температурный потом остальные...)