Винный шкаф

Проект «Винный шкаф»

Задача

Описываемый контроллер является частью Умной дачи, и, в частности, частью проекта Баня. Жизнь не стоит на месте и в один прекрасный момент возникла идея дополнить дачное хозяйство винным шкафом, сам винный шкаф решено было разместить на территории строения под условным названием «Баня».

Так как все строительные работы были уже завершены, дополнительным условием создания винного шкафа стало беспроводное управление им. Нет ничего проще — технология AMS беспрецедентно гибкая и позволяет реализовать любой каприз по управлению любым оборудованием. Решено было подключить контроллер винного шкафа по беспроводному nRF24 каналу к главному контроллеру Бани.

В функции винного шкафа входит автоматическое поддержание заданных температуры и влажности, управление приточным и вытяжным вентиляторами, обогревателем и испарителем, а также слежение за уровнем воды в испарите. Управление шкафом осуществляется из веб-интерфейса главного контроллера Бани. В функции системы также входит оповещение при помощи SMS при отклонении температуры и влажности от заданных значений, а также оповещение при срабатывании датчика уровня воды в испарителе.

Оборудование

В состав оборудования винного шкафа входят:

Контроллер Arduino Pro Mini
Беспроводной модуль nRF24L01
Датчик температуры и влажности воздуха DHT22
Контактный датчик уровня воды
Реле коммутации нагрузок (4 шт.)
И прочее оборудование

Топология сети

На схеме представлен фрагмент топологии сети Бани в которую входит контроллер винного шкафа, с полной схемой можно ознакомиться на странице описания проекта Баня.

Технологии

Сам контроллер управления винным шкафом является автономным и может работать без участия главного контроллера, от которого он получает только управляющие команды на изменение режимов работы, заданных температуры и влажности и т. д. Между контроллерами осуществляется постоянная беспроводная связь и можно сказать, что оба контроллера являются частями единого целого, просто разнесёнными в пространстве. Любые управляющие воздействия главного контроллера мгновенно сказываются на работе контроллера винного шкафа.

Данные с контроллера винного шкафа, в свою очередь, в реальном времени передаются на «базу» и отображаются в её веб-интерфейсе, то есть для пользователя разделение контроллеров является абсолютно прозрачным и он может даже не подозревать, что винный шкаф не связан никакими проводами с базой и находится на удалении от неё.

Беспроводную работу контроллеров обеспечивает собственный AMS nRF24 стек и беспроводной протокол связи с поддержкой гарантии доставки пакетов, что делает беспроводное соединение таким же надёжным, как если бы контроллеры были связаны по проводам.

Система регулирования

Работа шкафа нацелена на поддержании заданного микроклимата для оптимального хранения вина. Это достигается управлением работы нагревателя, испарителя и приточного и вытяжного вентиляторов. Данные о температуре наружного воздуха поступают с датчика Бани и система по изощрённому алгоритму управляет всем подключённым к ней оборудованием для поддержания оптимального микроклимата.

Интерфейс

Веб-движок AMS позволяет создать любой, сколь угодно красивый и сложный интерфейс взаимодействия с пользователем. Этот движок использует «взрослые» веб-технологии, такие как HTML, CSS, JavaScript, Ajax и т. д. В данном проекте используется стандартный шаблон интерфейса Arduino Mega Server.

Установка параметров

На скриншоте представлен интерфейс задания целевых температуры и влажности воздуха для поддержания в винном шкафе. При установке параметры сохраняются в памяти контроллера.

Здесь же можно задать допустимые отклонения реальных параметров от заданных, как в большую, так и в меньшую сторону. Это сделано для того, чтобы дать некоторую свободу в регулировании микроклимата винного шкафа.

В случае выхода реальных параметров за пределы допусков «вверх» и «вниз», система автоматически формирует и посылает тревожные SMS сообщения на телефон владельца дачи.

Текущее состояние

В первом окне отображаются текущие значения температуры и влажности в шкафу, заданные целевые температуры и текущие отклонения реальных значений от требуемых.

Во втором окне выводятся данные о наличии связи «базы» с контроллером винного шкафа и о текущем состоянии датчиков и актуаторов винного шкафа. В данном случае: контроллер винного шкафа на связи, сработал датчик уровня воды в испарителе, оба вентилятора включены, а нагреватель и испаритель выключены.

Информационная панель

В информационную панель сервера Бани выводится дайджест состояния контроллера винного шкафа. Это сделано для удобства наблюдения в реальном времени всех параметров системы.

Первый индикатор «WIN» — это состояние беспроводного nRF24 контроллера онлайн/оффлайн, жёлтый цвет говорит о том, что контроллер на связи. Далее идут два индикатора текущих значений температуры и влажности в винном шкафу, индикатор состояния датчика уровня воды и четыре индикатора состояния реле обогрева, испарителя и вентиляторов

Заключение

Добавление контроллера винного шкафа в систему Умной дачи не потребовало особых усилий, штробления стен и прокладки дополнительных кабелей. Все действия заключались только в постройке самого шкафа и написании управляющей прошивки для беспроводного управляющего контроллера.

Функции, реализованные в проекте

Комплексное управление винным шкафом
Управление шкафом из веб-интерфейса
Посылка тревожных и информационных SMS сообщений