Arduino DUE. Контроллер теплицы

Обсуждаем создание контроллера теплицы на базе модуля Arduino DUE

Далее повествование в этой теме от ника аватара (DUE_Sun)
ведет Автор promavto

 

Первый вопрос - почему выбор пал на контроллер Arduino DUE? На этом модуле установлен 32 разрядный микроконтроллер ARM Cortex-M3 SAM3X8E с тактовой частотой 84 мГц. Оперативная память 96 КБ и 512 КБ флеш-памяти для хранения программ.
Характеристики этого модуля позволяют достаточно комфортно создавать программы без особых ограничений.
При этом среда программирования Arduino IDE, а вывода модуля практически совпадают с предыдущим контроллером - Arduino Mega2560. Есть небольшое ограничение - логика модуля 3 вольтовая, но это легко решаемо.
В следующих сообщениях предполагаю разместить фрагменты схем реализации контроллера теплицы.

 

У нее ж энергопотребление конское, но работа ограничена ардуиновскими сями, если бюджет питания позволяет можно уже не на контроллере делать, а на соц-ке типа распберри или ониона...
Если питание все-таки ограниченно, почему не на esp32 или всяких на основе стм32, чтоб js или микропитон, например...

 

Добрый день!

Начну с конца. Была мысль применить STM32F407 (и даже есть готовые варианты) Но стоимость микроконтроллера изменилась с 500 руб до 2500 руб. Пока закончим программировать, неизвестно чем закончится. Но вариант очень хорош.
ESP32 - так же очень хороша, но мало ножек. Есть в интернете варианты построения MESH сетей (модули общаются между собой и передают информацию). Есть сайт и форум по этой теме, но боюсь опять удалят этот форум (это вторая попытка). Поищите в интернете или напишите в личку, дам координаты. Но много модуле и настройка их может усложнить задачу.
Распберри и ониона хороши, но немного сложные в реализации. К тому же если изготавливать печатную плату со всеми модулями типа ESP8266, SIM800C, различными расширителями итд. возникнут проблемы с монтажом. SAM3X8E еще можно запаять, а микроконтроллер с Распберри уже нет.
Да может и не нужен такой мощный микроконтроллер, возможно. Характеристик SAM3X8E вполне достаточно для задач по управлению теплицей. К тому же для "ардуинщиков" освоение DUE не предоставит особого труда.
Есть видео с успешной реализацией на DUE, но авторы схемами не делятся. Вот решил бросить клич народу поработать над этой темой.

 

200 - 300 ма не так уж много для контроллера.

 

Не многие знают эти системы программирования, а Ардуино народ потихоньку осваивает. Не все, конечно, гуру в этой теме, но поморгать светодиодом уже могут.

 

Ардуино ide работает на куче плат, включая espшки, если хочется. А про то, чтоб DUE работала в других средах, типа фриртос, микропитона, луа и тд, я не слышал.
200-300мА это норм энергопотребление при wifi передаче. А для отдыха это много для энергопотребления для soc-компьютера типа pi zero/omega onion.

5мА в idle дешёвых вариантов esp32 из-за дерьмовых стабилизаторов это очень много для контроллера, хочется микроамперного потребления.

Мне непонятна эта плата. Если задачи не требуют энергосбережения, soc компьютер с линупсом на голову удобнее.
Если задачи энергокритические, но нужен мощный проц, есть масса производительных IoT-чипов. Если проц не нужен, то старые, проверенные ардуины предсказуемое.

 

Это все, конечно круто. Но задача стоит в создании простого, достаточными ресурсами контроллера. И что бы человек с непрофессиональными знаниями мог включиться в процесс создания контроллера теплицы. Линукс и soc компьютер для этого слишком сложен для простого ардуинщика. Безусловно, различных вариантов в электронике много, но слишком усложнять все же не стоит.

 

Даа ладно!
Линукс, SoC - это комп, к которому подключается периферия.
Контроллер - это черный экран со всякими фигурными скобками. Где надо программировать. Иногда, считай, fsm самостоятельно городить. Который, к тому же, умеет мало. Пользователю это сложнее.

И из этих контроллеров Due - весьма странная плата, жрет как маленький комп, но компом не является. Сред разработки, прошивок - сколько? С совместимостью с периферией других ардуин - иногда проблемы. Цена конская.
Для новичка очень странный выбор. И не для новичка - ещё более странный.

 

Да так то пофиг на чем собирать если это все ардуинообразное. Тут интереснее сама программа и задумки в ней. А так хоть нано, хоть уна хоть мега, инициализировать первую вкладку проги не так то и сложно под другую арду.

 

Вы не обращаете внимания на мои аргументы. Изготовление и программирование контроллера теплицы должно быть доступно широкому кругу пользователей. Я на Линуксе программировал лет 15 назад. Для небольших контроллеров это не вариант. Для программирования контроллеров больше подходит Keil или IAR. Но проще всего для начинающих пользователей изучить Arduino IDE. Для нас главное иметь возможность подключения различных датчиков и других устройств. В Ардуино очень много библиотек для подключения и программирования датчиков.

Еще раз сообщаю, создание контроллера должно быть доступно широкому кругу пользователей (не профессионалов в вычислительной технике). Среда Ардуино самая доступная.

Я нашел на соседней ветке форума (который, к сожалению, уже закрыт) пример такого контроллера https://www.forumhouse.ru/posts/27797817/
А тащить компьютер в теплицу (даже микро) не вариант. Все равно нужно изготавливать периферию. Ну так добавить на плату периферии еще микроконтроллер - получим готовое компактное устройство.

По поводу потребления тока - 190 ма потребляет DUE с подключенным дисплеем 4 дюйма.

 

1700 р на али, 54 порта, 31,5 р/порт

ESP32 300 р, 25 портов, 12 р/порт
8 канальный расширитель портов - 62р. или 7,75 р/порт.

Не вижу смысла стрелять из пушки по воробьям.

 

Какая периферия? Те же датчики типа DHT22 к GPIO, те же приводы, а, да, usb-хост, к которому можно подключить монитор и клаву)
Тот же размер, то же энергопотребление, куча осей, хоть Windows 10 IoT. И цена явно не выше.

Контроллерам - свое место, микрокомпьютерам - свое, Uno, Mega - вполне подходят под контроллерную парадигму, хотя конечно 80 процентов их стоимости - за форм-фактор ардуино)

 

Та я умоляю, Due в России можно за 1200 найти. На Али рублей за 800 наверное.
А касательно из пушки - единственный + ардуины - больше портов
Со всем остальным у Due сложнее, высокоуровневых языков разработки нет, потребление конское.

Когда смотрел под свои нужды, видел еще о проблемах с совместимостью со старой периферией.
При всем уважении, Due это очень непонятная мне платформа.

 

И все же попробуем бабахнуть.
Сразу оговорюсь, я стараюсь все делать с запасом, мало ли что придется добавлять в процессе проектирования.

Что должен иметь контроллер теплицы в своем составе?
Дисплей, не очень нужен при постоянном процессе, но на время проектирования и опытной эксплуатации незаменимая вещь.
Параметры дисплея 7 или 3,95 дюйма 480х800. Картинки менять при использовании разных дисплее не нужно при одинаковом разрешении. Варианты - Display SSD1963 7" и Display OTM8009A 3,95". Интерфейс параллельный и почти совпадает. Проблем с внедрением в систему быть не должно.

Модуль WiFi ESP8266-07. Подключение по UART
Модуль GPRS SIM800C. Подключение по UART
Модуль шины RS485. Подключение по UART
Порт USB для программирования и подключения к ПК (не сомневаюсь что потребуется подключение к программе дополнительных настроек).

Итого только для подключения дисплея потребуется 34 pin и 4 UART.
Кроме этого желательно еще иметь возможность подключения различных устройств по протоколам 1-Ware, I2C, SPI.

Часть устройств типа реле можно подключить через расширители портов типа MCP23S17 (MCP23017), но датчики температуры DS1820, DHT22 через расширитель подключить не получится.

Как бы ни был хорош ESP32, но выводов у него катастрофически недостаточно. Более того и у DUE их небольшой дефицит, но не такой уж большой.

Сначала нужно определить какие функции должны быть заложены в контроллер.
Попробую перечислить. Эхх! Загружу по максимальному.

Один контроллер должен управлять одной большой теплицей, разделенной на секции (помидоры/огурцы) или даже двумя, рядом стоящими.

Контроллер должен регулировать:

температуру посредством открывания до 16 окон
вентиляция до 3 каналов
Воздухообмен до 3 каналов
затенение (штора на Юге страны) до 3 каналов,
обогрев 3 канала
полив до 16 каналов
досветка 1- 8 каналов от датчика освещенности и по времени.
Регулирование СО2 (датчик и остальное оборудование приобретается отдельно)
Регулирование pH (датчик и остальное оборудование приобретается отдельно)
Управление дверьми теплицы.
Увлажнение воздуха
Возможность подготовки растворов для гидропоники

Иметь возможность индивидуальной настройки под свои требования,
и может быть выполнена самим пользователем.

Для этого необходимо создать специальное программное обеспечение для
конфигурирования системы.

Связь по GSM, WiFi.

Управление через встроенный дисплей, локальную сеть, интернет, смартфон.

Подумаю еще что можно придумать.

Да, еще подключить небольшую метеостанцию что бы при дожде или сильном ветре закрыть окна, что бы не сломало или залило теплицу.

Понимаю, многовато придумано. Но если делать так делать. Лишнее всегда можно исключить.