Контроллер для теплицы на Arduino

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Задолбали неровные линии на принципиальной схеме в Proteus-е и я битый час потратил на поиски, как решить эту проблему. В конце концов, пришёл к выводу что зря старался и ничего с этим поделать нельзя, потому что так создана импортированная модель Arduino Nano - выводы не привязаны к сетке. Наверное и это можно исправить разобрав модель и передвинув выводы, но я решил плюнуть на это небольшое неудобство и больше не тратить на это время, есть дела поважнее.

 

Размышлял, а как же защитить свободные аналоговые входы? Потом сообразил что ведь входы то комбинированные, т. е. их можно настроить как цифровые. В итоге решил переключать их в цифровой режим на выход, как и цифровые свободные.
А вот используемые аналоговые - тут уже нужен ограничивающий резистор не менее 1К, включенный последовательно, но он в общем то уже есть в схеме считывания кнопок. Можно добавить конденсатор 0,1 мкф между входом и общим проводом и более ничего не надо - длинных линий то нет, кнопки рядом.
Вот датчики - да, тут ещё надо что-то типа диодов Шотки, супрессоров или стабилитронов и провод экранированный, типа такого, как в компьютерной мышке.

 

Долго разбирался в том, как подключить датчики так, чтобы защитить их от наносекундных сбоев, от статического электричества и от напряжения, наведённого грозовыми разрядами. Нашёл множество источников и выбрал из них два:
Защита датчиков температуры DS18B20 от статического электричества
Защита входов цифровой электроники
Остаётся изменить схему подключения датчиков на принципиальной схеме. Возможно, учитывая что датчики будут использоваться в гроу-боксе, где длина линий связи невелика, схему подключения можно частично упростить. окончательный вариант определиться после приобретения элементов.

 

Нарисовал схему подключения датчиков и исполнительных механизмов:

Далее надо разработать схему защиты по питанию, а затем ещё выходные разъёмы после оптореле. Кабели с датчиков будут подключаться к плате пайкой.

 

Я бы на питании датчиков (как можно ближе к ногам) еще 0,1 мкФ керамику поставил

 

Так я же поставил, только ёмкость не поменял. Впрочем, 22n тоже работать будут. У нас требования к защите ослабляются сильно тем, что частота входных сигналов не то что невысокая, а вообще никакая - один опрос в 2 сек. Позже, в теплицу, поставлю датчики BMP280 или BME280 вместо DHT, а на лоджии и DHT сойдут.

 

На схеме их (конденсаторов) нет.

 

А-а, со стороны датчиков? Нет, с датчиком DS18B20 точно не получится, потому что он такой:
А вот DHT:
Тоже как-то не очень, да, такая довольно большая балда.
В общем, на будущее выберу мелкие датчики и там сделаю уже всё на стороне датчиков.

 

Соглашусь, но не на все 100%. Можно начать с симулятора, но без макетирования не обойтись. У меня на макетке FM приемник. Модуль RDA5807M, экран OLED 128x32 преобразователь логических уровней на TXS0102 и Arduino UNO. Так вот RDA5807M имеет питание 3.3в и TXS0102 согласует протокол I2C между Arduino и RDA5807M как 3.3в<->5в. Вернее должен согласовать. но не работает :-(
Почему не знаю. Логическим анализатором выходы смотрел. сигнал идет идеально симметричный, Осциллографом смотрел, конвертация 3.3в<->5в тоже нормально происходит. Но факт напрямую подключаю RDA5807M к Arduino все работает, через преобразователь, молчит.

Экран тоже может работать от 3.3в, подключил его питание к 3.3, I2C через преобразователь, все нормально работает.

Это я к тому что макетирование перед проектированием печатки ОБЯЗАТЕЛЬНО!
К стати преобразователь менял, не помогает. То есть дело в RDA5807M. Но что самое интересное если подключать его к ESP8266, а она тоже 3.3в то есть работает там все без преобразователей уровня но уровень сигнала I2C как раз 3.3в то тоже все работает замечательно. Поэтому то и загадка почему не работает через преобразователь :-(

 

Когда есть осциллограф и логический анализатор, то может без симулятора можно обойтись. Только они мало у кого есть, а симулятор заменяет кучу таких приборов и показывает прямо на экране, и осциллограммы можно посмотреть одновременно в 4-х точках принципиальной схемы.
Но это только сотая доля его возможностей, весь мир пользуется, я бы не стал утверждать что симулятор - это лишнее, просто его надо хорошо знать, как и язык программирования. Я пока мало чем пользуюсь: разработал схему, проверил в работе, разработал плату, посмотрел в 3D. Затем выдаю её на печать. Да ещё и картинки в процессе разработки можно публиковать: просто копирую их в Протеусе, это удобно для других людей: вот схема, вот скетч, вот рисунок платы, вот 3D. И мне уже этого достаточно для того, чтобы не задумываться о его нужности. Это не предмет спора, пусть каждый пользуется тем, чем ему удобнее.
P. S.
А этап макетирования конечно полезен, ведь элемент может оказаться просто неисправным, поэтому его перед запайкой желательно проверить. Но если у тебя SMD детали и процессор в корпусе PQFP, то как ты его будешь на макетке проверять?

 

Я просто совмещаю макетирование и проектирование ПП.
Плюс такого решения - все глюки, баги и т. д. вычищаются на уже рабочем варианте (попробуйте проводами смакетировать что-нибудь более-менее высокочастотное, или чувствительное, или измерительное).
Минус - если накосячу, то придется плату переделывать.
Что касается I2C-конвертора, то, если не накосячено в подключении и не битый сам преобразователь, то, скорее всего, дело в подтягивающих резисторах. TXS0102 не использовал, но могу посоветовать 100% рабочую PCA9306 (обратите внимание на табличку внешних подтягивающих резисторов в Datasheet)

Пмсм, осциллограф - предмет первой необходимости, так же, как и паяльник.
А симулятор никак не заменит измерительное оборудование, поскольку он не показывает реальную картину. "разработал схему, проверил в работе" - ага, а потом в плате какая-нибудь паразитная емкость (разброс параметров деталей, наводки от своего или рядом находящегося другого чего-нибудь мощного-высокочастотного и т. д), про которую симулятор вообще ничего не знает, и... все по новой.
Использовать симулятор для проектирования ПП может быть и можно, не пробовал, т. к. пмсм, лучше использовать программы, специально для этого предназначенные.
Что касается картинок, то на любой клавиатуре есть замечательная кнопка Print Scrn (для случая, когда лениво разбираться с экспортом графики - тоже есть практически в каждой программе)

Ну, по граблям, так по граблям!

 

Ну могу сказу сказать что для меня нормально это
1 симулятор
2 макетирование
3 разработка платы и сборка.

Симулятор позволяет выявить косяки схемы без доп затрат и постоянного перетыкания элементов и заливки кода в процессор. Время экономится, на деталях тоже экономим.
Но есть огромный минус, не все компоненты в нем есть. Если уметь делать эти компоненты то не проблема, но сделать микросхему TEA5767 или RDA5807M я не смогу.
Например электронную нагрузку делал сначала в протеусе, но там не сложно, компаратор, операционный усилитель, пара мосфетов. А вот если элемента в протеусе нет то я макетирую.

Макетирование и DIP и SMD и других компонентов возможно. Например на фото ниже TXS0102 в корпусе VVSOP. Паяем на макетку и используем.


Обычно компонеты покупаю с запасом, у меня такого не было вообще чтобы 1 работал из партии а остальные нет. Поэтому макетирование это еще и проверка элементарной базы.
И как сказал timon2006 без осциллографа тут никуда. Я купил недорогой ISD206X, цепляется к компу, сочетает в себе осциллограф 2 канала, логический анализатор 16 каналов и генератор. Мне пока хватает.



Еще для работы просто необходим такой вот тестер, я обязательно проверяю все компоненты, транзисторы, резисторы, конденсаторы, диоды, перед установкой. И тут такой тестер просто незаменим. Стоит тоже не дорого. Когда детальки у меня были не новые, а на 90% с разбора то очень часто собирал схему а она не работает, потом поди проверь что бракованное, вот и завел привычку проверять все перед пайкой. После этого все работает сразу.



Ну и потом самое сложное это разводка платы, так как я делаю сам то делаю только односторонние. И тут гиморой с разведением :-(
Поэтому и хочу попробовать на заказ сделать на заводе, но пока не готово ничего.

 

Почему ты так уверен что симулятор "ничего не знает" о паразитной ёмкости? Недавно попробовал подключить от новой версии программы старую схему, где кнопка была подключена к входу напрямую, т. е. при не нажатой кнопке вывод висел в воздухе. Был удивлён, почему LCD1602 ничего не показывает. Повесил подтягивающий резистор на вход подключения кнопки - всё появилось. То есть, симулятор учёл наводку от сети 50 гц и испортил результат в соответствии с просчётами, допущенными в схеме. Симулятор, как профессиональная программа разработчика, много чего учитывает.
Относительно специальных программ для разработки печатных плат. С чего ты взял что Ares, входящий в состав Proteus, не является такой специальной программой? Он ведёт свою родословную от знаменитой Spectra.

 

Не спорю с такой последовательностью. Просто этап макетирования во многих случая нужен только однократно, на нём можно не зависать то и дело, когда вопрос решается за секунды на Proteus. Примитив на Proteus сделать, надо сказать, проблемы никакой не составляет, и хотя симулировать его будет невозможно, то уж корпус то PCB создать - ваще не проблема, так что плату получишь легко.
Проверка в работе - макетка или готовая плата. Готовая плата - тоже неплохо, даже если что-то не пойдёт - да подумаешь - херня, большинство стоит копейки, важнее сколько времени тратишь на изготовление платы. В конце концов, не трагедия перерезать пару проводов и изменить подключение, если надо, если не на продажу, конечно. Да и если на продажу в коробке - кто знает что внутри?
Из реальной техники у меня только мультик, покупать что-то более сложное, пока не освоил все виртуальные приборы симулятора, считаю тратой средств. Для гарантии исправности комплектующих важнее, считаю, антистатический браслет, хорошие паяльник и флюс с припоем. Но если что и бракованное оказалось, есть ведь и программные методы диагностики: Можете проверить отдельно фрагмент программы, зациклить её на проверяемом месте, вывести информацию на монитор, LCD или светодиоды, на звуковой сигнал и т. п.
С платами у меня на Proteus вообще никаких проблем: что односторонняя, что двухсторонняя, есть автоматическое размещение деталей и автотрассировщик, даже не понимаю, что тебя в нём не устраивает?

 

Потому, что эта емкость много от чего зависит, а это самое "много чего" очень сильно зависит от ПП, конструктива, ..., и ни один самый что ни на есть умный симулятор не может знать то, чего еще нет

Наводка от 50 Гц здесь вообще не при чем. Еще раз настоятельно рекомендую книгу товарищей Хилла и Хоровица "Искусство схемотехники". Многие вопросы решаются на лету, без всяких симуляторов.

Если нужно просто нарисовать плату- это одно. Если важен вопрос "как?" - это совсем другое.
З. Ы. Пмсм, "автоматическое размещение деталей и автотрассировщик" - это моветон.