Перейти к содержимому
ЛиС ФИТО

Тепличная автоматика

  • записей
    25
  • комментариев
    210
  • просмотра
    6 052

Об этом блоге

Приветствую вас, уважаемые посетители,и спасибо за то время, которое вы потратите на этот блог.

Здесь я касаюсь старой и давно обсуждаемой темы- а именно вопроса создания и применения средств, могущих облегчить тяжёлый труд человека, с раннего утра и до поздней ночи работающего на земле. Случилось так, что технический прогресс немного обошёл малые и средние агротехнические хозяйства, зачастую по банальным причинам - стоимость и сложность применения. Отдельно можно ещё добавить надёжность - но это уже частные случаи.

Немного о себе  - я программист промышленных систем автоматики. Специализация - разработка оборудования, тестирование и ввод в эксплуатацию электрометаллургических заводов и цементных производств. Для создания оборудования, о котором тут будет рассказано, использую все свои наработки и опыт.

Моя мечта - реализовать действительно народный контроллер. Многие юные и не очень изобретатели пишут "народный контроллер", но на самом деле скрывая под этим словосочетанием "я хочу от вас денег побольше и чтобы вы от меня зависели". И именно поэтому я избегаю такого названия, и для всех своих изделий буду применять термин "iТеплица".

А теперь давайте рассмотрим путь нашего сотрудничества. Я работаю не один - у меня есть мои коллеги и единомышленники, и мы составляем команду. Это гарантия того, что ни одна просьба не будет проигнорирована и проект не завершится внезапно и будет развиваться.

Все устройства, которые будем вам предлагать, проходят обязательное тестирование в условиях, приближенных к реальным. Тут есть одна трудность - пока мы не имеем своего тепличного модуля, и проверки производим либо на открытом грунте( летом), либо в комнатных условиях. И именно поэтому разыскиваем хозяйство, готовое применить наши технологии - это будет выгодно обеим сторонам, а нам сэкономит драгоценное время.

Цены - одна из наших целей именно доступность, и поэтому мы планируем держать минимально возможные цены. Повторить наше изделие может каждый желающий - секрета тут никакого нет, схемы и решения будут в свободном доступе. Плюс бесплатная доступность прошивки) Но мы надеемся, что трудности и головную боль вы оставите нам, а сами получите надёжного, понятного и доступного помощника.

 

Записи в этом блоге

 

Автоматика на базе контроллера iТеплица

День добрый, уважаемые коллеги! Представляю вам систему, собранную нашим коллегой Павлом Шабановым.  Итак, в наличии 3 теплички по 6 метров. На данный момент автоматизировали открытие дверей для проветривания. 
    В планах еще  автоматизировать форточки с противоположной стороны. Общий вид :                         Контроллер и дополнительное оборудование собрано в металлическом шкафчике, который размещен на боку бочки для полива :                        Внутри, кроме контроллера,  установлены блоки питания на 12 и 24 в для питания приводов и клапанов полива :                                         Реле для обеспечения гальванической развязки (на всякий случай), реле обычные промежуточные с с тремя группами контактов на переключение. 
Контроль наполнения бочек водой из скважины реализован пока по старой схеме на отдельном устройстве, справа от линейки реле.
 В планах есть интеграция в общую систему.
    Для дистанционного управления и отладки пока взял у товарища на попробовать Raspberry PI, а в планах купить, так как решение мне понравилось. 
    Пока стенд поэтому плата без корпуса висит на хомутах и питается от зарядки телефона.
    Суть данного устройства — предоставление удаленного доступа к контроллеру для возможности залезть в него FX-developer-ом и конвертация MODBUS-RTU в MODBUS-TCP. 
    Теперь можно заниматься отладкой практически из любого места, где есть интернет. На фото видно, что в USB-порты включен консольный кабель и адаптер USB-RS485 Вами вместе с контроллером. 
    Решение для  Raspberry PI в части ПО практически стандартное (если кому-то покажется интересно — могу предоставить все внутренности). 
    В планах заменить зарядку от телефона на преобразователь для зарядки от прикуривателя и подключить к блоку питания 12в, сетевая розетка при этом освободится 
    для технологических целей (прийти с ноутом покапаться или еще что-то). В качестве приводов использовал готовые:                                         Куплены в интернете (http://teplicum.ru), производят в Брянске. Управляются подачей 12в разной полярности (открыть-закрыть), концевиков не имеют, но за положенные 8 секунд нормально открвывют-закрывают. По виду изделие отечественное, железное, ломаться вроде особо там нечему. Это не реклама,а просто отзыв.
Для ручного управления сваял пультик из того, что быстро нашел в ближайшем магазине и типа слегка влагозащищенное (IP65). Переключатель выбирает ручной режим (влево) или автоматический (вправо). При ручном двери управляются кнопками пульта (нажатие кнопки меняет состояние двери на противоположное — открытиь-закрыть). Полезность ручного управления, думаю описывать не нужно. При переводе в автоматический режим контроллер  самоcтоятельно принимает решения о открывании-закрывании дверей. Вся логика — в контроллере, переключатель и кнопки подают сигналы на входы контроллера :  
Датчики освещенности и влажности воздуха для пробы установил пока так :                     Имеющиеся у меня датчики темерартуры 1-wire видны тут :   В планах кроме монтажа едущих датчиков переделка управлением поливом с таймерного варианта на интеллектуальный. Для этого уже есть бочки (2х1м.куб) для нагрева воды, их автоматическая докачка (уcтройство управления было на фото выше, клапан и датчик вот ):                     Насос подающий воду из бочек к парникам и огороду :                     Клапаны для подачи водя в парники :
Орошение огурцов производится сверху :                     Перцы и помидоры — капельный полив растений :                          Датчик влажности почвы планирую использовать для принятия решения по открытой части огородика :
                     Конструкцию собирал с сыном вместе. Нам с женой  очень нравится результат, так как пять дней в неделю мы на работе в городе за 180 км от этого хозяйства. Планируем и дальше развивать автоматизацию.  Сейчас осваиваю OpenSCADA, благо теперь это можно делать и в городе и на даче. 
    Спасибо за хорошее изделие и чуткое отношение к покупателям.

Greeds74

Greeds74

 

Средний контроллер - ещё более мощный

День добрый, уважаемые коллеги!
Хотелось бы рассказать о том, как развивается наш проект. С большим удовольствием сообщаем вам, что готовится к производству новая
версия контроллера, которая уже будет средней по мощности моделью. Устройство оснащено интерфейсом Ethernet 10/100 Mbit и всеми уже привычными интерфейсами, знакомым вам по предыдущим версиям.
 К уже привычным нам протоколам Modbus RTU добавляется реализация более скоростной версии Modbus TCP. Также мы решили поддержать старый добрый протокол телеметрии MQTT. Тут контроллер выполняет роль клиента с поддержкой функций публикации и подписки на топики.
Также из нововведений - встроенный web-сервер, который обеспечивает несколько функций. Одна из них - это конечно же, настройка параметров контроллера.
 И самая главная особенность - встроенная Web SCADA система, которая не имеет ограничений на количество переменных. Демонстрация технологий вот здесь - интерактивная  страница визуализации, как она будет отображаться http://smartgreenhouse.ru/h0001/    Демонстрация отображается одинаково на любых устройствах, от телефона до компьютера или планшета.                    
Также планируется установка SD-карты для ведения долговременных архивов.
И конечно же, поддержка DynDNS, ftp, ntp, icmp,igmp, udp,tcp,dns, sntp.
И обязательно - программирование и отладка через всемирную сеть Internet, что даёт квалифицированную  поддержку в любой точке земного шара.
Плюс доступ к внутренней WEB -SCADA из внешней сети- также открывает новые возможности для вас.
Итак - небольшой анонс завершён, и мы надеемся, что скоро порадуем вас новой и мощной системой, которая придаст вашему бизнесу уверенность и мощное ускорение в развитии.
Если у вас есть вопросы  - пишите, будем рады ответить на них.

Greeds74

Greeds74

 

Тепличный контроллер дома - выращиваем рукколу

День добрый, уважаемые коллеги! Хочу поделиться результатами опытов по домашнему выращиванию - на этот раз в качестве подопытного была выбрана руккола. Причина выбора банальна - в моём южном регионе цена килограмма достигает 2 тыс.руб. И даже по такой цене рукколу найти не так уж  и просто. Установка выращивания та же самая, которую я применял и для кинзы. К слову сказать, кинза удалась на славу - урожай был хоть и небольшим, но не залежался в холодильнике, как обычно бывает с зеленью из супермаркета. Я выбрал два сорта рукколы - меня поразило то, что у одного сорта семена были мелкие, у другого же наоборот. Удивил также факт, что они быстро взошли - на следующие сутки после посадки. Световой режим и спектр, а также температурно - влажностный режим пришлось поменять, и только на 10-е сутки мне удалось подобрать оптимальный режим. Благо что тепличный контроллер и панель оператора дают мне практически неограниченные возможности по настройке и выбору режима. А теперь серия фотографий - я пропускал некоторые дни, но общая тенденция хорошо просматривается.                                                                                                                                 Для себя я сделал выводы - первое, от торфа я буду отказываться в пользу искусственных субстратов. Второе - далеко не каждый сорт подходит для кассетного выращивания, и это хорошо видно по фотографиям. И самый главный вывод - дома вполне можно вырастить весьма неплохой урожай, ведь к контроллеру можно подключить 30 кассет как минимум. Конечно, 30 кассет дома ещё та картина... Что же касается вкусовых качеств - когда я первый раз попробовал рукколу, я ожидал что угодно, но только не вкус с ярким оттенком горчицы. И удивило вот что - у больших и маленьких листьев интенсивность вкуса мало отличается, хотя обычно это не так. Всё-таки режим выращивания сильно влияет на вкусовые качества. Спасибо за внимание  - как только будут интересные результаты, буду с вами делиться обязательно.

Greeds74

Greeds74

 

Контроллер iТеплица и домашнее выращивание.

Уважаемые коллеги!  В это время года так хочется свежей и душистой зелени  - но бледно - зелёная трава, которую мои домочадцы и я в том числе, могут купить на рынке и в сетевых магазинах, сподвигли нас начать опыты по быстрому домашнему выращиванию зелени. В качестве жертвы была выбрана кинза. Итак - обычный лоток из 24 ячеек для выращивания рассады был взят за основу. Субстрат - смесь торфа и кокоса. Из оборудования - интеллектуальный датчик освещённости, датчик влажности воздуха. Засветка при помощи светильника управляемого спектра, он же служит устройством подогрева. Конечно же, контроллер с программой управления и небольшая, но симпатичная панель оператора для отслеживания процесса. Плюс подключение к персональному компьютеру для сбора данных и построения графиков. И тепловой кожух со светораспределительными элементами. Год назад мы начинали серию подобных экспериментов, но необходимость разработки новой версии контроллера заставила отложить опыты. Итак - контроллер есть, и сейчас мы можем показать результаты работы опытной установки. От посадки семян до первых всходов прошло 4 дня. Фотографии начинаются с 5-го дня. Начало работы установки. Виден датчик освещённости, установленный методом горизонтальной укладки на лоток. Также виден край установленного датчика влажности. Заметны четыре ножки светильника. Проростки имеют бледный вид и слегка желтоватый оттенок. Совсем не смотрится.                     И прошли сутки работы системы - это управление освещением, температурой и влажностью воздуха внутри блока. Причём эти параметры управляются и зависят как от времени активного цикла, так и от показателей датчиков.  Ниже на фото весьма любопытная картина - ростки уже смотрятся посимпатичнее и повыше. И добавил чеснок - пусть тоже подрастёт.                     Как обычно бывает, один день я пропустил - но собственно, не так уж и важно.  На фото видно, что ростки уже смотрятся получше.                     Программа для управления таким блоком заняла 378 шагов, то есть один контроллер вполне может управлять не одним блоком выращивания. Но это полноценная программа управления, она имеет полную защиту, блокировки, перерасчёт момента полива, расчёт внутреннего расписания - в общем, всё то, чего так не хватает некоторым моим коллегам .  Опыты продолжаются, и по мере появления новых результатов буду с вами делиться. И да- я скептически отношусь к таким методам выращивания, но вкусовые качества удивили даже меня - явно выраженный букет аромата. Видно что-то не так делаю)  

Greeds74

Greeds74

 

Обновлённый контроллер. Характеристики и обзор.

Мои дорогие коллеги, у нас для вас действительно хорошая новость - выпуск малой серии контроллеров ознаменовал собой завершение эпохи тёмных веков и начало эры возрождения.


                  Как сразу видно, полностью переработан дизайн, применены  компоненты, предназначенные для применения в промышленных системах. На стильной чёрной плате собраны воедино десять микросхем, и эта грозная сила  станет вашим лучшим помощником.
 И вот тут у вас сразу рождаются несколько вопросов, которые можно озвучить так:
 1. Как же такая симпатичная, но небольшая плата, умещающаяся на ладони, может помочь мне?
 2. Если контроллер малый, то нужен ли он такой? Что он может - ведь у конкурентов большие шкафы, много тумблеров, много веб-страниц со всякими хитрыми графиками и красивыми кнопками и циферками?
 3. Сможет ли блок работать с тем, что у меня уже есть и с тем, что я куплю по советам умных людей с форума?


На нашей небольшой плате уверенно и ритмично бьётся сердце, построенное на современном и мощном процессоре. Чтобы ритм не менялся при самых тяжёлых нагрузках, мы применили операционную систему реального времени, которая управляет всем и вся. И нет ни одной строчки кода, которая бы не подчинялась системе. Именно поэтому контроллер никогда не спит и не пропустит ни единого подозрительного события - и обязательно об этом скажет вам впоследствии.
Чтобы видеть, слышать и ощущать происходящее снаружи, мы оснастили контроллер двумя мощными скоростными линиями связи, которые позволяют подключить просто уйму внешних устройств. Подключить можно всё - начиная от датчика освещённости, до частотного преобразователя или даже другого контроллера. Чтобы общение было понятным, мы выбрали самый древний "язык" общения - modbus RTU. Этот старичок общения по последовательным линиям поддерживается всеми производителямию При этом каждая линия связи может работать как мастер, а может и как слейв. Причём независимо друг от друга. Если надо общаться быстро или очень быстро - нет проблем, мы можем общаться на всех стандартных скоростях вплоть до 500 кбит/сек. При этом процессор будет работать также, как  если бы общения не было. И здесь нет никакой магии - просто современные технологии и опыт создателя.
Чтобы контроллер не боялся ударов молний и статических разрядов, он оснащён надёжной защитой от перенапряжений и гальванической изоляцией. Это повышает общую живучесть до весьма высокого уровня.
Мы также не прошли мимо стандарта де-факто измерения температуры - датчиков DS18B20 на шине -1wire. Данный датчик примечателен тем, что требует всего три проводка для опроса большого количества точек измерения. И при этом обладает достаточной точностью. Конечно же, и здесь мы применили защиту от перенапряжений и гальваническую изоляцию - надёжность превыше всего. Настройка этой части похожа на увлекательную игру - всё просто и понятно, адреса датчиков находятся как по волшебству при помощи программы конфигурирования.
Нераскрытой осталась тема того, насколько контроллер "малый". На самом деле это название отражает только габариты устройства, и не более. Давайте посмотрим, так ли это. Адепты таймерного управления могут быть спокойны - в самом неправильном режиме программирования в памяти программ  поместится чуть более 700 блоков сравнения времени, при этом для уставок потребуется всего лишь 25% памяти данных. Такого не может обеспечить ни один таймер на рынке. Но на самом деле так никто никогда делать не будет, и мы можем обеспечить непрерывное переключение  подключённого оборудования по времени каждые 100 мсек в течении 24 часов, если такой режим потребуется.
Итак, мы предоставляем пользователю 8000 шагов выполнения программы и 8000 регистров общего назначения. Это очень и очень много - система управления поливом по солнечной энергии, которую я ранее описывал, использовала всего лишь 240 шагов. И благодаря применению проверенной временем системы программирования промышленных контроллеров Mitsubishi, можно реализовать алгоритм управления, который  просто невозможно отладить на той же ардуино или чём-то ещё. Тем более, что есть возможность видеть воочию состояние переменных, иметь возможность их менять прямо в работе - это делает отладку приятным и душевным процессом, которым можно заниматься, испытывая удовольствие.
И вопрос, который возникает у любого, кто реально использовал средства автоматики - насколько контроллер устойчив к кратковременному пропаданию напряжения? Тут можете быть спокойны  - контроллер сохраняет все уставки, которые были сделаны. Все данные сохраняются в особой микросхеме, имеющей бесконечный резерв циклов записи  и чтения. После перерыва питания программа продолжит выполняться без потерь накопленных значений и данных.
Мы также понимаем те сложности, которые подстерегают будущих потребителей нашей продукции, и предоставляем весь комплекс технической  поддержки не на словах - вы имеете возможность позвонить напрямую в любое время суток, переслать нам по электронной почте материалы, наконец, написать в группу в WatsApp. Всё это делается для того, чтобы вы всегда были уверены - вложенные  в контроллер средства всегда будут работать на вас, и всегда будут эффективны.
Возможность работы с оборудованием сторонних производителей просто колоссальная - мы сделали поддержку не только протокола Modbus RTU, но и Profibus DP( как помощника). И вы можете использовать всё и вся, что поддерживает эти два протокола обмена. Контроллер уже сейчас стал полиглотом - и мы не остановимся, ведь добавить новый протокол обмена для нас не составляет трудностей.
Мы надеемся, что вот такой небольшой обзор поможет вам выбрать светлую сторону силы. Тем более, что мы полностью, от программного кода до разработки печатной платы, разрабатываем всё сами. Это вам может предложить далеко не каждый. И дополнительно - если вам потребуется какая-то особая функция или реализация, то мы можем реализовать её для вас в виде прошивки - а заменить её в нашем контроллере может даже школьник, ещё не умеющий читать. Обновление происходит через USB с самого обычного ноутбука или персонального компьютера. Если у вас возникли вопросы или вам хочется что-то уточнить -  пишите.

С уважением, Михаил.

Greeds74

Greeds74

 

"iТеплица - малый контроллер" - практика управления теплицей

Уважаемые коллеги!  Наконец-то нашлось время для того, чтобы поделиться с вами практическими результатами применения наших контроллеров. Как я уже писал, система прошла успешное применение на открытом грунте, и теперь пришло время грунта закрытого. В качестве объекта установки выбран гелиовегетарий в достаточно холодной климатической зоне - в Алтайском крае. Теплица разбита на две части, для каждой части установлен свой контроллер. На данном этапе каждый контроллер управляет своей частью - а именно включением и отключением вентиляторов обдува. Данные вентиляторы свой поток воздуха пропускают через радиатор, обеспечивая принудительный теплообмен воздуха и теплоносителя в радиаторах. Вблизи каждого из вентиляторов установлен температурный датчик, показания которого используются для управления питанием вентилятора. В качестве силового элемента, производящего переключение, используется мощное твердотельное реле, обеспечивающее надёжное коммутирование токов нагрузки. Отсутствие контактов резко увеличивает общую надёжность системы. Также можно применить реле и для постоянного тока - этим обеспечивается согласование с любым характером нагрузки. Дополнительно реализован режим ручного управления, позволяющего управлять системой в любом произвольном порядке, который будет выбран оператором. Ручной режим имеет приоритет перед автоматическим. А теперь немного фотографий - ниже показан общий вид одной из секций теплицы                 А вот тут показан один из графиков температуры. Обратите внимание на красный график - он указывает на то, что в зоне работы данного блока отопления имеются некоторые утечки тепла. Вот реальное применение графиков - анализ и поиск проблем.     Сбор данных производится при помощи стандартной системы  Simple scada, установленная на стареньком ноутбуке под управлением Windows. Передача через интерфейс RS485.  Вообще, поддерживается любая система, которая может опросить контроллер по протоколу Modbus RTU. И теперь можно добавить вот что - все работы по вводу в эксплуатацию произведены дистанционно за 3 часа, начиная от поиска адресов датчиков до тестирования силовых элементов и передачи в работу. То есть само построение системы, работа контроллера, его подсистем спроектировано правильно и именно это позволяет успешно использовать его в таких вот удалённых проектах. В данном проекте использованы контроллеры предыдущей модификации, имеющий только один встроенный порт RS485. Эти контроллеры установлены на замену контроллеров "умного дома" одного известного российского производителя. Отзывы представителей заказчика от замены не буду тут приводить - уж слишком они положительные))) Пришло время определить позицию нашей линейки народных  контроллеров серии "iТеплица". Даже предыдущая версия спокойно может конкурировать с овеновским  ПР114, особенно если учесть тягу этого производителя к повышению цены продукта. Из неоспоримых плюсов серии "iТеплица" можно отметить следующие: Построение программного обеспечения контроллера на основе операционной системы реального времени. Крайне актуально при больших проектах и интенсивном обмене данными. Наличие встроенного интерфейса для опроса популярных датчиков 1-wire, причём может быть получено 128 температур. А поверьте, это очень и очень много! Наличие встроенного изолированного интерфейса промышленного стандарта RS485. Причём контроллер может работать и как слейв, и как мастер, используя протокол modbus RTU. Предыдущая версия может опросить 64 слейва. А каждый слейв - это не один параметр, а целая группа. Например, освещенность, интенсивность, накопленная радиация, интенсивность за минуту, интенсивность за 10 минут и т.д. Совместимость с таким известным производителем, как Mitsubishi. Для написания программы, конфигурирования и отладки используется стандартное программное обеспечения этой фирмы.  А теперь оспоримые минусы - как же без них. Нет встроенных аналоговых входов и выходов. Тут всё просто - у нас концепция распределённой системы управления, то есть аналоговый сигнал будет преобразован там, где он получен.  Такой выбор сделан только по одной причине - теплица весьма немаленький объект. И  аналоговый сигнал в цифровой форме будет передан контроллеру уже в удобном и понятном виде для обработки и участия в программе управления. Передачи сигнала осуществляется через тот же modbus RTU - причём метод передачи совершенно неважен, будь это  провода или через WiFi.  Описанная выше система будет обязательно развиваться, и прогресс развития обязательно будет вам продемонстрирован, уважаемые коллеги. Надеюсь, описание применения и средств достижения получилось полным и всеобъемлющим. Если есть вопросы или конструктивная критика - прошу пожаловать, мы открыты для диалога.  

Greeds74

Greeds74

 

"iТеплица-сенсорный блок" - датчик влажности почвы

Уважаемые -коллеги! Предлагаю тут обсудить датчик влажности почвы - составить своеобразное техническое задание. Для меня основные вопросы конечно же следующие: Принцип действия датчика и требования по точности. Конструкция электродов и вспомогательных датчиков. Калибровка - методика. Поддержка систем сбора данных - протоколы и т.д. Исполнение и требование по времени наработки "на отказ". Ниже на фото вы можете видеть уже существующую систему - универсальную плату, предназначенную для построения трёх типов сенсоров - влажности воздуха, влажности почвы и освещённости.                           Вопрос в том, что этот сенсор проектировался под штыревые электроды, имеет термокомпенсацию. Частота возбуждения от 1МГц до 48МГц. Термокомпенсация  цифровая, на датчике DS18B20. Расчёт кривой по методу кусочно - линейной аппроксимации. Собственно, можно сделать и новое решение - более бюджетное.   

Greeds74

Greeds74

 

"iТеплица-сенсорный блок" и скоростной обмен данными

День добрый, уважаемые коллеги! В блоге я незаслуженно уделяю так мало внимания истинно полевым устройствам, а именно датчикам освещённости и влажности. Сейчас мы попробуем осветить такой аспект их работы, как высокоскоростной обмен данными. Как вы знаете, для обмена данными мы используем стандартный физический интерфейс RS485. Поверх него в качестве протокола обмена используем старый добрый modbus RTU. Этот протокол давно известен и им никого не удивить. Но мы решили расширить возможности датчика и произвели реализацию программной версии протокола Profibus DP slave .  Итак -ниже показана сама тестовая установка. Виден народный контроллер "iТеплица-малый контроллер v2"- его мы используем просто как источник питания +5В. К датчику через стандартный разъём подключен кабель, который в свою очередь подключен к контроллеру WInLC RTX v4.5. К слову сказать, точно так же датчик можно подключить и к другим контроллерам от SIEMENS, имеющих интерфейс Profibus DP . Как видите, сама плата датчика без корпуса весьма миниатюрна, но с блеском выполняет все свои функции.                 А теперь немного изображений, показывающих, как же будут обработаны и показаны данные от датчика в контроллере. Ниже показан блок данных, куда программа собирает уже обработанные показатели от датчика. Тут можно видеть интенсивность в люкс, интенсивность в Вт/м2, суммарную радиацию за период активного измерения, среднюю интенсивность за минуту и за 10 минут Также видно, что онлайн диагностика показывает, что обмен данными работает и всё в порядке. И это ведь с полностью самодельным датчиком!               На картинке ниже мы можете видеть обработку данных, получаемых от датчика. Дело в том, что в отличие от modbus RTU тут данные представляются как бы наоборот, и нам приходится изменять порядок следования байтов. Как видите, это не сложно ))                 И вот теперь самый интересный вопрос - какую же скорость мы смогли достичь для данной конфигурации? Ответ прост - 3 Мб/сек. Да - именно такая скорость была получена при тестировании, и обмен данными при такой скорости на удивление стабилен. Ниже на картинке вы можете видеть конфигурацию системы.             А ниже сам проект Step 7 ---> Stm32.zip А теперь самое интересное - это заключение. Освоение этой технологии открывает многие возможности, но самое главное - поразительные возможности микропроцессоров от ST Microelectronics. Ведь в данном датчике используется STM32F030K6T6 - а это достаточно маломощный процессор. Но, конечно, очень много зависит от программной части))). Из минусов - возросло энергопотребление до 25 мА. Это конечно не сильно страшно - ведь штатное значение 10 мА. Самый большой плюс - можно применять данные датчики как на низкоскоростных шинах, так и на высокоскорстных. А если будет несколько устройств на шине - то "интеллектуальный" датчик, сам считающий значения,  пожалуй, единственно правильное решение. Причина проста - ни одна последовательная шина не обладает постоянным временем опроса. Итак - если у вас есть вопросы, пишите, звоните. Номер есть в профиле)))  

Greeds74

Greeds74

 

"iТеплица-малый контроллер v2" и полевая шина Profibus DP

День добрый, уважаемые коллеги!  Для вас есть любопытная новость - наш проект сделал один большой шаг навстречу промышленной автоматизации, а именно возможность подключения в качестве slave к сети Profibus DP. Как вы уже знаете, modbus RTU для наших систем является стандартом обмена данными де-факто. Но увы, этот протокол не всегда охотно поддерживается крупными производителями. И именно поэтому мы решили "пойти навстречу к горе" - самим поддержать шину такого именитого производителя оборудования, как SIEMENS. Конечно, это всё на уровне тестов и испытаний - но результаты весьма впечатляющие. По классу наша система - это программная реализация слейва. Ниже вы можете посмотреть видео  тестирования. https://youtu.be/Lw6EUMBXLDA На видео вы как раз можете наблюдать работу на скоростях 19200, 187500 и 500000 b/sec новой опытной версии контроллера с 2-мя изолированными портами RS485. Поддерживается автоопределение скорости. Сразу скажу насчёт того, что в теплице профибус не нужен - да, но когда после пары лет развития вы захотите всё собрать в единую систему - вот тогда наличие такого интерфейса может оказаться решающим фактором. А насчёт того, что проводные системы устарели - увы, господа, у каждого интерфейса есть свои зоны применения, а споры насчёт того, что лучше - это уже из области вечных споров. В  любом случае, если есть вопросы - пишите, обязательно ответим. Для нас очень важно ваше мнение.

Greeds74

Greeds74

 

"iТеплица-малый контроллер" в системе полива для открытого грунта

Предисловие Наполнение бочки это рутинная и достаточно второстепенная задача. Главным приоритетом сейчас является научить систему автоматически начинать полив, и вот тут как раз и встаёт вопрос - а когда именно надо начинать поливать? Тут же найдётся тот, кто мне посоветует таймерный полив. Действительно, почему бы и нет? Дёшево и сердито, и всегда можно сказать, что у меня всё в полном ажуре. Но увы - это не совсем так. Погода штука непостоянная, и даже самый изощрённый таймерный вариант не сможет уследить за тем, сколько сегодня было облаков и насколько сильно светило солнце. Про дождь даже и говорить не приходится - таймер этот факт проигнорирует. Хотя есть продвинутые варианты таймеров с датчиком дождя - но они увы, стоят как небольшой самолёт.  И в итоге из всего разнообразия вариантов был выбран вариант системы, которая учитывала бы солнечную радиацию, накопленную растениями, и при достижении необходимого порога подавала бы воду для полива растений. Плюс к этому надо не забывать о том, что надо автоматически определить чистоту фильтра, правильность коммутации кранов, не давать поливать ночью и слишком рано утром. Также надо учесть то, что при пасмурной погоде растениям совсем не надо давать столько воды, сколько в солнечную погоду - но она всё равно нужна. Состав оборудования
В качестве сердца системы был выбран выпускаемый малой серией программируемый логический контроллер "iТеплица -малый контроллер" .
И это именно программируемый логический контроллер - для него есть среда разработки, которая позволяет не только написать  программу на промышленных языках стандарта IEC 61131-3, но и произвести  онлайн отладку с режимом мониторинга. В качестве среды программирования используется демонстрационная версия программы GX Developer-FX. Сам контроллер полностью совместим с серийным контроллером Mitsubishi FX2N.  Немного о его возможностях: 1. Количество шагов выполнения программы -2000. О шагах более подробно расскажу немного ниже.
2. Гальванически изолированная шина интерфейса 1-wire. Позволяет работать со 128 датчиками. При помощи утилиты настройки производит поиск датчиков и сохранение в энергонезависимой памяти контроллера.
3.  Гальванически изолированная шина интерфейса RS-485 с поддержкой протокола обмена modbus RTU. При помощи утилиты настройки может работать как в режиме мастера, так и в режиме слейва.Всего может быть поддержано до 64 слейвов( при работе контроллера в режиме мастера).
4.  Программирование и отладка производятся при помощи micro -USB кабеля.
5.  Имеет 8 дискретных входов и 8 дискретных выходов, из которых 2 выхода снабжены реле с нагрузочной способностью 5A 250V AC. Также имеет 2 аналоговых входа.
6.  Имеется 2-й порт протокола modbus RTU - но он имеет TTL интерфейс и предназначен для подключения к системам сбора данных. Может работать тольков режиме слейва.
7.  Используется операционная система реального времени. Следующее действующее лицо - это датчик освещённости. Он построен на основе микроконтроллера STM32F030 с использованием операционной системы реального времени. Имеет последовательный интерфейс стандарта RS-485 с поддержкой протокола обмена Modbus RTU для обмена данными и настройки параметров. Корпус исполнения IP67 позволяет производить установку под открытым небом. Фотография будет ниже.
Для любопытных читателей сразу скажу - сенсор BH1750 позволяет произвести замеры освещённости больше 100 тыс. люкс за счёт изменения ширины окна измерения.
И ещё есть одна отличительная особенность данного датчика от тысяч других - он сам считает накопленную мощность в Дж/см2/час и по запросу передаёт мастеру сети. При поставке каждый сенсор имеет собственный сертификат калибровки на мощность излучения 1000 Дж/см2/час и сразу готов к применению. Сам объект управления
В качестве объекта используется небольшой участок земли размерами 5,5м х 25 м, оборудованный 6 линиями капельного полива. Капельные трубки 16 мм с капельницами через каждые 30 см с водовыливом 1,6л/час. То есть в теории за один час такая система может израсходовать 800 литров воды. Но так  как мы не используем бустерный насос для поднятия давления воды, то под давлением самотёка значения расхода оказываются значительно ниже. Ход работ: монтаж на объекте
Вот как выглядят смонтированные датчики уровня в бочке для управления наполнением. Как видите, всё прикручено медной проволокой без особых заморочек. Датчики поплавкового типа, герконовые. Ниже на фото показан монтаж датчиков в бочке
                              А вот тут  вы можете увидеть смонтированный датчик освещённости. Опять же, один шуруп решает все проблемы.                    
И для наглядности вид снизу:                                
А теперь монтаж контроллера и блока питания для клапана - уж не судите строго, монтаж сделан "как есть". Всегда можно сделать намного более аккуратно - но мы тут рассматриваем не качество монтажа, а работу самой системы. Так что сам признаю некую "колхозность" такой конструкции.              
А теперь фотография монтажа блока механического дискового фильтра и клапана полива. Конечно, фильтр лучше устанавливать горизонтально - но пока так всё устраивает.                         Работа программы
Сразу скажу - исходник программы и распечатка в pdf будут в конце этого раздела. Никаких секретов от вас, уважаемые коллеги, в этой записи не будет. Итак - наполнение бочки. При этом контролируется тай-аут времени работы насоса.Если наполнение будет длиться больше, чем 30 минут - то отключаем насос и показываем сигнал аварии. Если бочка наполнена в отведённое время - то ставим флаг готовности к поливу. Полив возможен только между 5:00 и 17:35. Время может быть очень легко изменено. Первый полив будет включен, как только утренняя доза поглощённой солнечной энергии будет больше 180 Дж/см2/час. После этого каждый следующий полив будет включен через 300 Дж/см2/час. Если солнечная активность низка и мы до 10:35 не набрали утренней дозы, то будет один раз включен полив и система будет ждать увеличения солнечной активности. Для опустошения бочки отводится тайм-аут 50 минут. Если время превышено - то значит проблемы с фильтром или клапаном. В этом случае выдаём предупреждающий сигнал и отключаем полив. Также контролируется количество воды, израсходованной на полив - если было использовано больше 8 бочек, то полив останавливается и выдаётся сигнал предупреждения. Сигнал не квитируемый - он будет сброшен утром следующего дня. Время выполнения такой программы в контроллере составляет 2 мсек. Ниже под спойлером показан процесс отладки - онлайн монитор программы в режиме исполнения.            
Я не буду тут описывать все временные защитные задержки и логику программы - вы можете посмотреть это всё сами в программе. Вот тут находится архив с программой и распечатанная версия в формате pdf. Результаты работы и заключение
А теперь самое интересное - результаты работы. После запуска системы полива сразу стало видно, что растения отзываются на полив.Это выражается в качестве ягод. На участке есть несколько кустов малины - если раньше ягоды были мягкие на ощупь и обладали средними вкусовыми качествами, то сейчас они такие, какие должны быть.И вкусовые качества совершенно другие - ягоды стали более ароматными. Также имеется посадка огурца - теперь даже в сильную жару( а территориально я нахожусь на юге -в Краснодарском крае) листья не подвядают. И огурец стал более вкусным.                                                       Самый главный вывод можно сделать такой - с применением данных контроллеров и датчиков освещённости можно построить достойную систему управления поливом не только для теплиц, но и для посадок в открытом грунте. И она может занять достойное место наряду с таймерными системами. Дальнейший путь
Следующим шагом будет подключение к системе группы дозирования на основе инжекторов Вентури для обеспечения точной подачи удобрений и через систему капельного полива. Этот шаг сделает подобную систему недосягаемой по качеству полива для таймерных систем. Также после оборудования датчиком влажности система будет способна управлять микроклиматом в теплице . Всё это может быть подключено просто и без особых затрат - конфигурирование системы сейчас напоминает простой игровой процесс. О ходе работ я обязательно буду рассказывать вам, мои дорогие коллеги.

Greeds74

Greeds74

 

Прототип контроллера "iТеплица- растворный узел"

День добрый,уважаемые коллеги! Сейчас мы вплотную подошли к устройству для автоматизации очень любопытного узла - а именно растворного узла теплицы. Данный узел является очень важным, и поэтому мы решили подойти к созданию устройства крайне внимательно. Контроллер "iТеплица- растворный узел" создаётся с учётом опыта конструирования достаточно удачного устройства серии "iТеплица- малый контроллер", и теперь хотелось бы немного анонсировать его возможности. Ниже на фото вы видите процесс отладки ячейки pH-метра и Ec- метра.                                         Аналоговая часть -устройство будет оборудовано  4-мя каналами измерения EC и 4-мя каналами измерения pH. Конечно же, наличие гальванической изоляции. Температурная компенсация уже цифровая - до 128 точек измерения температуры, дальнейшая обработка уже в программе пользователя при помощи блоков линеаризации. Цифровая часть - контроллер оборудован 2-мя блоками обмена данными с внешними устройствами через два провода канала RS-485, но один из них может работать только как слейв.  Количество возможных слейвов для режима мастера увеличено до 84 штук. Могут быть подключены любые устройства, поддерживающие самый распространённый протокол modbus RTU. Конечно же, специализированная шина для подключения большого количества распространённых датчиков температуры на основе DS18B20. Преобразование сигналов аналоговой части производится при помощи 16-битного АЦП.И опять же, гальваническая изоляция. Объём программы увеличен с 2000 шагов до 4000 шагов. Разработаны специальные программные блоки линеаризации, позволяющие произвести кусочно-линейную аппроксимацию по 32 точкам. Этого более чем достаточно для температурной компенсации. Всего блоков 12 штук и они легко перестраиваются при помощи программы настройки на любую характеристику. Всё это позволяет построить растворный узел самой причудливой конфигурации, используя в качестве дозаторов от инжекторов Вентури до перистальтических насосов. Если есть вопросы - пишите, будем рады обсудить.      

Greeds74

Greeds74

 

"iТеплица - сенсорный блок" - измерение влажности воздуха

День добрый, уважаемые коллеги! Завершена сборка и тестирование комбинированного датчика влажности воздуха, опытная сборка которого показана ниже на фотографии     Габариты 60х55х35 мм.      Предназначен для измерения относительной влажности воздуха( %) в широких пределах - мы в тестовых испытаниях спокойно получили значение 97%. Также производит замер температуры и атмосферного давления. Предусмотрен блок вычисления, который рассчитывает среднюю влажность воздуха за 1 минуту и за 10 минут.       Ток потребления в рабочем режиме 10 мА при напряжении 5В -это даёт возможность подключить более 15 сенсоров к контроллеру  серии "iТеплица - малый контроллер"( конечно, при необходимости).    Блок имеет интерфейс для  цифрового обмена данными  с контроллерами по стандарту RS-485. Аналоговых выходов не предусмотрено.     Какие плюсы мы получаем, если устанавливаем подобный сенсор в теплицу? Для чего нам может потребоваться знание такого весьма специфичного параметра, как относительная влажность воздуха?  Ответ прост - конечно же, диагностика. В реальных условиях влажность воздуха меняется в достаточно широких пределах - и иметь архивные записи значений очень даже полезно, потому что в случае сомнений можно смело показать специалисту. Второй, не менее важный момент - это управление проветриванием. Используя данный сенсор совместно с контроллером серии "iТеплица", можно построить практически любой алгоритм управления как форточками, так и системой зашторивания или водяного охлаждения. Если у вас есть вопросы - пишите, с удовольствием на них ответим. Сенсор типа BME280. Сейчас прорабатываем систему подачи воздуха непосредственно к датчику -если у вас будут варианты, пишите, постараемся выбрать из всего разнообразия самый лучший.    

Greeds74

Greeds74

 

"iТеплица - сенсорный блок" - измерение освещённости

День добрый, уважаемые коллеги! Завершена сборка и тестирование датчика измерения освещённости. Фото собранного блока приведено ниже.                           Габариты 60х55х35 мм. Исполнение IP 67 -можно смело мыть его водой из шланга. Предназначен для замера величины освещённости в [люкс]. Диапазон измерения 0,8 люкс до 130029 люкс. Оборудован блоком расчёта, который производит измерение среднего значения  [Вт/м2] за 1 минуту и за 10 минут. Также производит расчёт накопленной энергии за сутки - считает в [Дж/м2/час]. Расчёт производится точно по "жёлтой" таблице, тут опубликованной. Имеет функцию автосброса накопленных значений в тёмное время суток.  Датчик гибко настраивается при помощи утилиты настройки.     Ток потребления в рабочем режиме 10 мА при напряжении 5В -это даёт возможность подключить более 15 сенсоров к контроллеру  серии "iТеплица - малый контроллер"( конечно, при необходимости).    Блок имеет интерфейс для  цифрового обмена данными  с контроллерами по стандарту RS-485. Аналоговых выходов не предусмотрено. Сейчас на широтах Краснодарского края в 9:26 показывает 87200 люкс. Техническая часть завершена - теперь давайте рассмотрим, что  можно получить после установки этого датчика. Начало рассвета в вашей теплице - как только освещённость превысит порог ( у меня сейчас установлено 70 люкс, но это значение можно изменить), датчик начинает считать совокупную солнечную энергию, достигнувшую сенсора. А так как сенсор надо ставить внутри теплицы, то вы получаете точную величину энергии, достигнувшую пространства внутри теплицы. И можно точно настраивать, когда подавать полив, когда подавать подкормку - получаете только плюсы. Единственный минус - сенсор надо купить и установить)) Плюс подключить к контроллеру. Конечно,список можно продолжить - просто сейчас вот так сходу видно такое применение. Если есть вопросы - пишите, ответим на все вопросы. Продолжение следует - дальше будем измерять влажность воздуха в широких диапазонах.      

Greeds74

Greeds74

 

Контроллер "iТеплица - лайт" - выращиваем зелень дома

Уважаемые коллеги! Чтобы не быть сапожником без сапог, для своих домашних нужд я собрал вот такую вот незамысловатую конструкцию - контроллер "iТеплица - малый контроллер", драйвер LED мощностью 60 Вт, собственно сам диодный модуль мощностью 50 Вт на длину волны 450 нм, и один температурный датчик типа DS18B20. Ниже на картинке видна вся конструкция и отдельно сам контроллер и драйвер.                     А вот тут показан контроллер и драйвер                       Тут же была написана незамысловатая программа, смысл которой таков - если температура радиатора больше, чем 55.5 градуса, то отключаем светильник. Как только температура радиатора падает до 40 градусов, включается. У радиатора пассивное охлаждение, а диодная сборка мощная - до температуры отключения нагревается за 4-5 минут, и остывает за  6 минут. Если найду подходящего карлсона(вентилятор - прим.переводчика) - то сделаю улучшенную версию с принудительным охлаждением. А вот и сама программа - вся, как она есть.       Вы меня резонно спросите - собственно, а смысл какой? Да всё просто - пока ждём платы датчиков освещённости и влажности, хотелось бы провести дополнительные тесты. Чем больше проверим - тем лучше. Да и свежая зелень будет очень кстати) Самое интересное - как реагирует зелень на адовый синий цвет. Ниже показана жертва до начала опыта -                     И утром - по завершению эксперимента.                     На самом деле, опыт не закончен - я каждый день буду выкладывать тут фото. Может, кому данный опыт будет интересен. Сразу скажу сам - для таких целей контроллер совсем не нужен, но если он есть - почему бы его не использовать? По правде говоря, эта конструкция была собрана в ожидании комплектующих для датчиков  - и с целью тестирования конечно же. И зелень будет не лишней)  

Greeds74

Greeds74

 

Контроллеры "iТеплица - лайт" - обмен данными между контроллерами

День добрый, уважаемые коллеги! Зачастую модернизация уже существующей теплицы не ограничивается внесением какого-то одного новшества или изменения. И вот тут возникает вопрос - а как организовать обмен данными между контроллерами, потому что в процессе работы зачастую выявляются взаимосвязи, которые не были заметны при начальном проектировании установки. Контроллеры серии "iТеплица - лайт" имеют встроенный блок обмена данными, который построен на основе широко распространённого протокола modbus RTU. Блок легко настраивается, позволяя любой контроллер настроить для работы в качестве как в качестве мастера сети, так и в качестве помощника (слейва). Сеть простейшая, из двух проводов,  создана на основе стандарта RS-485 для промышленных применений. Мастер сети означает, что контроллер может опрашивать своих помощников по заранее определённым правилам. Для облегчения  создания правил мы разработали специальную программу, которая не только в табличной форме показывает созданную конфигурацию, но и позволяет загрузить и выгрузить конфигурацию из контроллера.   Ниже показано видео тестирования - из 4-х контроллеров собрана простейшая светодиодная  змейка.         Также хотелось бы заметить, что это финальные тесты - контроллер готов к применению на реальных установках.   Дальнейший путь разработки - это умные датчики освещённости, влажности воздуха и почвы, а также "вишенка на торт" - контроллер двухконтурной системы подготовки воды для полива и питательного раствора. Если у Вас возникли вопросы - пишите, спрашивайте, ведь всё это разрабатывается для вас.

Greeds74

Greeds74

 

Контроллер "iТеплица-лайт" и графики данных

День добрый, уважаемые коллеги! Одной из ключевых особенностей хорошей системы управления является возможность сохранять необходимые параметры в долгосрочный архив данных с возможностью быстрой выборки и построения графиков. Эта особенность будет весьма полезна для систем тепличной автоматики  - ведь появляется возможность провести не только самостоятельный анализ, и но и привлечь сторонних специалистов. Зачастую именно за счёт графического отображения удаётся понять зависимости, ранее не замеченные ввиду или слишком медленно меняющегося характера сигнала( например, внешняя температура), либо просто не привлекающие внимания. Но увы - такие системы достаточно дороги и порой их стоимость превышает цену самой теплицы вместе с посадками. Наш контроллер позволяет использовать эту интереснейшую возможность по более чем бюджетной цене - по сути, до 64 сигналов бесплатно ( конечно, потребуется персональный компьютер и некоторые затраты на написание самого проекта для программы визуализации). Также один компьютер позволяет использовать не один, а целую группу контроллеров - можно смело строить целую систему управления. Но сейчас мы рассмотрим самый простой вариант - один контроллер, один компьютер, одна шина обмена данными. Следуя сложившейся традиции, мы собираем тестовую установку, показанную на фото ниже. Состоит из контроллера, аналогового датчика освещённости, двух датчиков температуры типа DS18B20, витой пары для обмена данными с контроллером по шине RS-485. Датчики температуры устанавливаем снаружи , датчик освещённости поворачиваем в сторону окна. Включаем питание 220В - установка готова к работе.                                       Увы - для теста погода выдалась пасмурная и целый день шёл дождь, поэтому  не удалось сохранить график солнечной погоды. Ниже на фото вы можете видеть график - выборку данных за 12 часов. Если честно, на большее время мне просто не хватило терпения) График освещённости приведён без обработки - прямо в отсчётах АЦП.               Как видно,  за время проведения теста нет ни одного ошибочного опроса датчика. Также видно, как меняется освещённость вечером - практически виден закат)) А вот на фото ниже показан момент снижения освещённости из-за прихода тучи - как раз видно, что и температура немного снизилась.               Если у Вас имеются вопросы или пожелания - пишите, буду рад обсудить или раскрыть то, что не удалось наглядно показать в этой записи.  

Greeds74

Greeds74

 

Контроллер "iТеплица-лайт" и программа управления

День добрый, уважаемые коллеги! Сегодня предлагаю Вашему вниманию очень интересную и обширную тему - программа управления. Наш контроллер имеет одну особенность - при поставке он не имеет никакой программы, то есть в его программную память ничего не загружено. Дело в том, что даже две рядом стоящие теплицы могут иметь различные потребности, и логика управления должна максимально точно и гибко эти потребности реализовывать. На заре зарождения этого проекта у нас было много вариантов реализации, но мы выбрали самый тяжёлый и долгий, но зато наиболее эффективный путь - а именно создание свободно программируемого контроллера. Работу программы лучше всего рассмотреть на примере - сегодня мы Вам покажем вариант обработки значений двух датчиков температуры типа DS18B20. Ничего особо полезного программа не делает - просто сравнивает два значения температуры датчиков с двумя уставками и по результатам сравнения включаем или выключаем соответствующие биты. Ниже показана сама опытная установка  - собранный контроллер из опытной партии со снятой верхней крышкой , подключённое питание 220В переменного тока и сами датчики DS18B20.                                 Ниже Вы видите просмотр значений переменных в окне мониторинга. Тут можно собрать любой набор данных и наблюдать их значения онлайн.                 А вот здесь показана работа программы в режиме онлайн - Вы видите непосредственно работу программы, значения переменных. Очень удобно в таком виде искать ошибки, и алгоритм получается понятным и прозрачным. Вы сами можете это увидеть, просто посмотрев на картинку.                 Но Вы не думайте,  что программу мы отдадим писать именно Вам - конечно же, программу управления небольшого объёма, полностью соответствующую вашей задаче, напишем мы.

Greeds74

Greeds74

 

Контроллер "iТеплица-лайт" и управление форточками

Уважаемые коллеги! Продолжаем модернизацию нашей теплицы. На этот раз добавим два привода открытия форточек - возьмём для этого стандартные устройства, применяемые для управления поворотом спутниковых тарелок. Можно конечно поставить привод  и другого типа - но  сейчас применим именно такие. Получим вот такую картину   Также тут добавлено 3 датчика температуры - два внутри теплицы, и один снаружи. Наружный датчик нужен для определения возможности открытия форточки -чтобы не заморозить посадки в солнечный зимний день. Количество датчиков берём минимально необходимое. Открытие форточек происходит по сигналам от датчиков температуры  - но тут можно придумать намного более изящный алгоритм управления. Итак - что же мы потратили из того, что предоставляет контроллер?Из 8 дискретных входов свободными остались 2,  а из 8 дискретных выходов - ни одного. А теперь посмотрим результат - у нас управляется полив,бочка наполняется сама,  имеется фильтр воды с автоматической очисткой, форточки тоже открываются по заданной программе.  Причём полив зависит от величины солнечной радиации. Весьма даже неплохо! Но не будем останавливаться на достигнутом - далее добавим блок подготовки воды. Продолжение следует...  

Greeds74

Greeds74

 

Контроллер "iТеплица-лайт"

Добрый день,уважаемые коллеги! Первый экземпляр контроллера серии "iТеплица" собран, успешно прошёл испытания и готов к опытному применению в тепличных хозяйствах. Ниже приведено фото  собранного устройства.                         Устройство разрабатывалось специально для применения в малых тепличных хозяйствах, хотя сфера применения может быть гораздо более обширна. Что же делает его особенным, позволяя выделиться среди тысяч подобных устройств? Давайте рассмотрим особенности более подробно . Доступность по цене . Мы ориентируемся на небольшие тепличные хозяйства, для которых просто нет возможности приобрести дорогую систему. Гибкость использования. Сам контроллер - это мозг теплицы, который мы запрограммируем для вас именно так, как вам это будет необходимо. Плюс к этому целый парк внешних датчиков, который мы сейчас усиленно разрабатываем, призван решить любую задачу. И при этом недорого) Лёгкость расширения системы. Для добавления или расширения системы управления совершенно нет необходимости вызывать нас - для конфигурирования и отладки применяются стандартные средства. Пытливый фермер при желании вполне может освоить работу с системой на должном уровне. Применение промышленных стандартов. Это устройство сочетает в себе всё то, что делает контроллер контроллером - операционная система реального времени, защищённое тактирование процессора, обязательная гальваническая изоляция, защита от перенапряжений, промышленные шины обмена данными, промышленные протоколы обмена. Список можно продолжать - но тут самое главное, что вы можете визуально контролировать то, что происходит в контроллере благодаря возможности онлайн- отладки и мониторинга переменных среды программирования. Расширенная диагностика. В каждый момент времени важно, чтобы состояние как аппаратной части, так и процесса управления и обмена данными были определены. Также важно, чтобы программист мог описать поведение системы в той ли иной ситуации. Это был первый краткий обзор - далее я рассмотрю небольшой пример, как такое устройство будет установлено и что именно оно будет решать в вашем тепличном хозяйстве. Спасибо за внимание! Эта тема на самом деле очень обширна - жду ваших вопросов. Пишите в личку, если у вас есть желание поближе познакомиться с нашим изделием.

Greeds74

Greeds74

 

Контроллер "iТеплица-лайт" и модуль WiFi

День добрый, уважаемые коллеги! В наше время любое устройство, не имеющее возможности доступа к беспроводным сетям, выглядит устаревшим. Чтобы соответствовать веяниям времени, мы сообщаем, что для нашего контроллера будет дополнительный выносной модуль, который обеспечит доступ через WiFi к данным контроллера. Также есть возможность построения небольшой веб-страницы для быстрого доступа к самым основным параметрам. Как оказалось, модули, которые нам необходимы, уже несколько лет ждали своего часа. Ниже Вы видите фотографии модулей и корпус для них. Как у нас заведено, корпус имеет исполнение, позволяющее его небрежно помыть водой из шланга)                Тип модуля -ESP-01. Сразу отвечу на самые популярные вопросы: Можно ли при использовании данного модуля получить к нему доступ через интернет? Можно, но для этого будет необходимо устройство, в просторечии называемое роутером, которое как раз и предназначено для обеспечения такого доступа. В той или иной форме, такое устройство вы используете каждый раз, подключаясь к интернету с домашнего компьютера. Почему вы сразу не включаете это устройство в комплектацию контроллера? Далеко не каждому пользователю будет необходима подобная функция, и удорожать конструкцию для всех - сомнительное удовольствие. Тем более, что обычно контроллер ставят в места, которые могут сильно  уменьшить силу сигнала. Данный блок можно смело вынести на 5-7 метров от места установки контроллера, что обеспечит и силу сигнала, и удобство установки. Почему вы сразу не рассказали о данной возможности? В процессе разработки устройства сложно сразу предусмотреть все необходимые варианты. И самое главное, что мы исходим из потребностей тех, кто будет нашу продукцию использовать. Можно ли теперь использовать системы визуализации на КАСКАДе с использованием устройств на основе  операционной системы "андроид"? Да, теперь у нас прямая поддержка этой системы с каналом связи через WiFi. Можно ли связать по WiFi между собой два контроллера? Увы, такая возможность не предусматривается.Дело в том, что все связи и подключения, могущие повлиять на надёжность управления, выполняются только проводными соединениями. Боится ли модуль гроз? От прямого попадания не спасёт ничто - а вот от грозовых перенапряжений все модули имеют специальную защиту. В дополнение хотелось бы сказать, что  промышленная система визуализации будет работать тоже через этот модуль. Спасибо за внимание! Если у вас возникли вопросы - пишите, будем рады ответить.

Greeds74

Greeds74

 

Контроллер "iТеплица-лайт" и шаговый двигатель Nema 23

День добрый,уважаемые коллеги! В ожидании получения заказанных нами плат контроллеров мы продолжаем проводить усиленное тестирование программы контроллера "iТеплица-лайт" или полностью "iТеплица-малый контроллер". Данная версия оборудована 4-мя каналами управления шаговыми двигателями. В качестве подопечного для опыта мы рассмотрим канал номер 1. Состав опытной установки: Ядро контроллера с кабелем micro-USB для подключения, отладки и загрузки программы - 1 шт. Шаговый двигатель Nema 23 типа 23HS8430  200 шагов на один оборот( или 1.8 градуса один шаг) -1 шт. Драйвер шагового двигателя HY-DIV268N-5A -1 шт. Блок питания PS307 24В 2A -1 шт. Компьютер со средой программирования GX Developer FX - 1шт. Собственно,видео самого теста ниже   Вы конечно,резонно спросите - а для чего это собственно необходимо? Да всё просто - имея 4 канала управления перистальтическими насосами на основе шаговых двигателей, можно построить весьма достойный узел подготовки воды и приготовления питательных растворов.  Или подвигать форточки))) Тем более, что оставшееся свободное место в памяти программ контроллера позволяет реализовать любые другие алгоритмы - всё, что Вам ещё необходимо. Для информации - управление 4-мя каналами заняло 74 шага из 2000 доступных.

Greeds74

Greeds74

 

Контроллер "iТеплица-лайт" и панель оператора TK6070iP

День добрый, уважаемые коллеги! Достаточно часто бывают ситуации, когда совершенно нет необходимости в установке компьютера с системой сбора данных, а потребность в быстром и понятном просмотре 40-50 параметров имеется. Плюс к этому и журнал событий интересен( что же тут происходило в отсутствие хозяина ), и графики температур и влажности  за 5-7 дней пролистать любопытно.  Для бюджетного решения подобных задач и были придуманы так называемые панели оператора. Что она из себя представляет, спросите вы? Да всё просто - обычно это LCD монитор небольшого размера, подключенный к достаточно мощному процессору. Для упрощения процесса ввода данных монитор оборудуют устройством сенсорного ввода,  в просторечии тачскрин. Так как условия далеко не домашние, то применяют резистивные матрицы - так сказать, для любителей вопросов о надёжности. Ещё дополнительно оборудуют устройствами последовательного ввода - вывода информации, обычно промышленного  типа.  В той панели, которую тут рассматривается, имеется интерфейс RS-485, который далее мы и будем использовать. И конечно же, поддержка популярных промышленных протоколов. Мы будем использовать modbus RTU - хорошо себя зарекомендовавший и давно известный. Ниже показано фото опытной установки - панель TK6070iP, сам контроллер с минимальной обвязкой, преобразователи интерфейсов, и старые добрые 10 датчиков температуры DS18B20.                 Задача контроллера в данном случае - опросить 10 датчиков температуры по каналу 1-wire, обработать их и передать уже по другому протоколу по другим проводам. Так как тут мы применяем modbus RTU, как протокол понятный панели оператора, то естественно в него и преобразуем. На фото белый провод - канал связи с панелью. Ниже на фото показан экран панели оператора. Диагональ экрана  - 7 дюймов.                 Ниже на фото показан экран моего компьютера с работающей в режиме онлайн среде программирования для контроллера и отладочной программой для панели. Согласитесь, наличие возможности разработки дизайна проекта панели с возможностью онлайн- отладки с реальным обменом данными это очень и очень здорово!                 Итак, какие же выводы можно сделать из данного обзора: С применением контроллеров серии "iТеплица-лайт" можно построить недорогое и понятное средство отображения информации для оператора. К слову сказать, данная панель оператора стоит около 110$ на алиэкспресс. Панель оператора имеет конечно же ограничения - но я например не знаю ни одного случая, чтобы реализация проекта "упёрлась" бы в одну из них. Скорость обмена данными довольно впечатляющая - в данном примере использована скорость 187500 бод/сек. Желающие могут познакомиться с проектом панели. Двух данных устройств достаточно для построения сердца любой небольшой теплицы - узла подготовки и подачи питательного раствора плюс полив и микроклимат. Конечно, потребуются дополнительные преобразователи физических величин ))) Мы уже готовим P&I (process and instrumentation  - диаграмма процесса и приборов ) диаграмму для узла подготовки и подачи питательного раствора - но об этом попозже. Спасибо за внимание! Если у вас есть вопросы и пожелания - задавайте)))

Greeds74

Greeds74

 

Контроллер "iТеплица-лайт" и SCADA - система

День добрый, уважаемые коллеги! Мы усиленно продолжаем работы над контроллером серии "iТеплица -лайт". Успешно завершена разработка печатной платы и передано в производство 5 опытных образцов. Ниже на фото показан рабочий момент - "примерка" компонентов в корпус.                           И теперь, ожидая получения модулей контроллеров, мы собрали опытную установку, показанную на рисунке ниже.             Состав установки: ноутбук, выполняющий роль устройства визуализации и управления.   Плата контроллера. Преобразователь уровней для согласования с сетью  передачи данных. В данном примере уже применена промышленная сеть RS485, которая достаточно легко обеспечивает связь на большие расстояния. Блок датчиков температуры типа DS18B20 в герметичном корпусе. Их мы используем для измерения температуры в 10 точках. Конвертер сети передачи данных RS485 для компьютера. Предназначен для согласования сигналов и получения их в виде, понятном компьютеру - в нашем случае это USB. Установленная на компьютере система сбора данных и визуализации для оператора Simple Scada 2. Имеет все необходимые части, присущие серьёзным промышленным системам - фиксации сообщений и событий, происходящих в контроллере, ведение архива сигналов и графиков - позволяет просмотреть величины сигналов (температура, давление, влажность, освещенность и т.д.), которые были день, неделю,месяц, год назад. И конечно же, визуальное отображение сигналов на мониторе компьютера. На наш взгляд, достаточно оптимальный выбор - тем более, что просто сравните цены с аналогичными системами других производителей. И , конечно, до 64 сигналов можно использовать бесплатно. Свои тесты начинаем просто - у нас датчики температуры, поэтому будем измерять температуру. Кружка горячей воды нам в помощь -  погружаем в них блок датчиков. Фото ниже           И на мониторе получаем вот такой график - указатель показывает температуры в тот момент времени.             Явно видно, что налицо разница, причём весьма значительная - более 3 градусов. Один из способов выравнивания - перемешать холодные и горячие слои воды. Что и было сделано - фото после перемешивания           Соответственно получаем вот такие значения температур - фото ниже. Указатель показывает значения температур в тот момент.             Отображение в виде окон со значениями температур   Вот так показаны сообщения - фото ниже. Я не стал готовить много сообщений - собственно, и 3-х штук достаточно.               И в заключение - вытащим датчики из уже немного подостывшей воды, получим вот такую картину остывания             Что можно сказать в заключение этого эксперимента? Вполне реально с применением наших контроллеров построить систему сбора данных,ничем не уступающую мощным промышленным системам. Датчики DS18B20 имеют достаточно высокую точность - посмотрите, насколько близко они показывают температуры после перемешивания воды. Контроллер "iТеплица-лайт" может обеспечить недорогой и надёжный сбор данных - за всё время на графиках нет ни одного "провала", показывающего пропуск температуры. И самое что интересное - в проекте контроллера мы не задействовали ни единой строчки кода - все действия сделаны драйверами операционной системы. Также вот тут можно скачать сам проект.

Greeds74

Greeds74

 

Датчик влажности почвы

День добрый,уважаемые коллеги! Мы завершили тестирование опытного образца датчика влажности почвы. Так случилось, что принцип действия данного сенсора потребовал значения температуры почвы для точного определения величины влажности. Так что наряду с влажностью имеется возможность получить и температуру почвы. Точность показаний будет неизменна на всём протяжении времени службы сенсора - а это не менее 2-х лет. Чувствительным элементом являются два изолированных электрода диаметром 3 мм и длиной 175 мм, погружаемые в почву. На фотографии ниже показан момент тестирования в почве                             И также момент отладки протокола обмена               Корпуса вот такие                 Цена будет определена по завершению сборки опытной партии - сейчас ожидаем комплектующие  и печатные платы. Буду рад вашим вопросам или пожеланиям!

Greeds74

Greeds74

 

Хотите ли вы автоматическое управление теплицей?

Приветствую вас, уважаемые посетители,и спасибо за драгоценное время, которое вы потратите на этот блог.
На фотографии ниже приведены типы корпусов, которые мы планируем применить для сенсоров и устройств управления.             Тип А на изображении - исполнение, допускающее попадание струй воды( исполнение IP65 )        Предназначен для датчиков, устанавливаемых непосредственно в теплице,а именно следующих типов:
    Влажности и температуры почвы.
    Ультразвуковых измерителей расстояния.
    Измерителя освещённости.
    Измерителя влажности  и температуры воздуха.
    Измерителя температуры среды, отличной от воздуха. Тип В на изображении- предназначен для устройств, устанавливаемых удалённо от центрального контроллера, а именно:
    Дискретных входов/выходов.
    Аналоговых входов/выходов.
    Как шаговых, так и приводов других типов.
    Измеритель концентрации СО2.
    Устройств визуального отображения или ввода информации. Тип С на изображении - предназначен для центрального процессора упрощённой версии. Вычислительной мощности достаточно для управления теплицей, имеющей малую степень автоматизации. Способен выполнить малую программу - до 4000 шагов.
Тип D на изображении - предназначен для центрального процессора полной версии. Вычислительной мощности достаточно для управления теплицей, имеющей среднюю степень автоматизации.Способен выполнить среднюю программу - до 8000 шагов.
Как вы сами понимаете, весьма условно разбиение по степени автоматизации и зависит от  установленного оборудования.
На фото представлены корпуса типов А и В с установленными в них печатными платами. Система визуализации и сбора информации представлена в двух типах  - операторская панель и  SCADA - система Simple Scada . Ниже на фото приведена операторская панель.             Контроллеры планируются к  поставке с программой под конкретную задачу. Программы до 250 шагов будут предоставляться бесплатно. Исполняемая программа обязательна к передаче заказчику в формате проекта среды программирования. Это также открывает возможность самостоятельной модернизации системы без нашего участия. Устройства совместимы с контроллерами  FX2N Mitsubishi и программируются при помощи  программного обеспечения для промышленных контроллеров GX Developer FX. Полное соответствие стандарту IEC 61131-3. Принципиальные электрические схемы в формате pdf и проекты печатных плат в формате CAM350 предоставляются по запросу бесплатно для модулей, запущенных в производство. Цены на компоненты системы на данном этапе проекта находятся в процессе определения и будут известны по завершению реализации конкретного устройства. Для модуля процессора упрощённой версии в корпусе типа С цена не будет превышать 5000 рублей или  80 евро. На данном этапе ведётся усиленная работа над реализацией контроллера упрощённого типа - изготовление и тестирование печатной платы. Проект находится в стадии завершающей реализации, поэтому убедительная просьба воздержаться от запросов типа цифр экономии, графиков и ссылок. Всё это будет  - но я намерен предоставить правдивую и убедительную информацию, полученную по результатам различных полевых испытаний. Спасибо за внимание - если у вас возникли просьбы или пожелания, прошу ими поделиться.

Greeds74

Greeds74


×