AquaController

[AquaGomel]

Уважаемые аквариумисты, хочется поделиться информацией и опытом по созданию умной "железяки" аквариумного контроллера. За последние несколько лет развитие одно платных компьютеров и им подобных шагнуло далеко в перед. Если ранее нужно было сидеть с паяльником травить лудить и вообще обладать не дюжими знаниями в области радиоэлектроники и программирования, то на текущий момент все это упростилось на столько что появилась возможность и желание сделать все самому. А посему, сею тему буду развивать и поддерживать в силу свободного времени и развития проекта...

Основные экраны


Печатные платы
Рекомендуется использовать готовые платы для сборки контроллера и силовой части:

Контроллер выполнен в виде нескольких функционально законченных блоков. Данный контроллер построен на платформе Arduino Nano на микроконтроллере ATmega328. Основной упор при разработке делался на дешевизну проекта, поэтому использовались простые комплектующие без сенсорных экранов и прочих излишеств. За исходный функционал брался контроллер Юсупова, а так же меню и экраны управления были взяты по примеру этого контроллера. За исключением собственного функционала.

Принципиальная схема
Для тех кто хочет собрать на макетке.


Комплектующие:

Скрытый текст

Мозги:Arduino Nano ATmega328
Дисплей: LCD 2004
Блока часов реального времени (DS3231)
Силового блока:Применяются 8-ми канальные блоки реле (твердотельное), либо собственная силовая плата.
Блок связи ESP8266 модель ESP-07

Основные функции.
Скрытый текст

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

Мобильный клиент.

Скачать можно по ссылке:



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

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

Распиновка
Скрытый текст

D6 (10), D7(11),D8(12), D9(13), D10(14), D11(15), D12(16), D13(17) - каналы используются для силовой части (реле).

D5(9) - switchPin (кнопка джойстика)

D4(8) - tonePin (канал спикера)

D3(7) - температурные датчики

A7(26), A6(25) - X,Y джойстика

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

TDX(31), RDX(30) - UART шина для обмена данных с WiFI модулем

A0(19) - waterpin (подключение датчика уровня воды)

Для чего это?
Да на форуме много тем с различными проектами аквариумной автоматики, данное устройство не претендует на какую-то оригинальность, делалось под себя, и возможно кому-то понравится данный проект... На все вопросы с удовольствием отвечу, все советы с удовольствием выслушаю...

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

Исходники прошивок
Все исходники доступны под MIT License по адресу: https://bitbucket.org/account/user/i...ch/projects/AQ

Последняя актуальная версия 1.3.9
- Обновлен протокол передачи данных до версии 0.6 (см. документацию)
- Добавлены уведомления о протечке (низком уровне) воды на удаленном клиенте. По умолчанию выключены.
- Добавлена возможность автоматического обновления прошивок удаленно с сервера. Данная функция настраивается только через удаленный клиент.
По умолчанию выключена.
-Добавлено кеширования основных настроек на модуле связи для ускорения подключения клиента к контроллеру.


Готовые решения
Итоговый вариант.

[AquaGomel]

Допис від imac2008

Да я в курсе что проблема не в i2c шине. Просто на плате закралась (а может у меня ардуинка не правильная ошибка в разводке и шина i2c попадает не на те ноги ардуинки.
А по джойстику - думаю проблема не в чувствительности, ведь на макетной плате работает замечательно (прошивка с 368 поста). Хотя...

Сейчас спаял отдельно платку, прошил контроллер, и стал тестить. Взял 2 джойстика, и когда джойстик не подключен или подключен не правильно (случайно перепутал провода) началась чехорда как у вас. Далее залил тестовую прошивку для тестирования показаний с джойстика. Прошиваете. Подключаете любой Serial monitor считываете данные что идут с устройства скидываете сюда вместе с фото где видно как он у вас подключен. Будем думать почему у вас так. Для обоих джойстиков подключенных к плате все отработало без проблем, никаких самопроизвольных нажатий.
По поводу i2c прошу прощения, у меня были только платы не последней ревизии. В которых есть ошибка по подключению. Решается вот так: https://photos.app.goo.gl/MjbtSR4hyxALhdJb9 На работоспособность ни как не влияет, в своих контроллерах использую платы как и у вас.

Так же обновил версию приложения клиента до 1.3.0 Добавил отображения ручных настроек для предопределенных каналов. А так же режим включения "АВТО" через быстрые кнопки. Установить можно через маркет.
https://photos.app.goo.gl/3F69zoiESxtjWGtm6

[imac2008]

Наконец выдалась свободная минутка. Залил тест джойстика и вот что получилось:
https://photos.app.goo.gl/OQu56q5Kkrv9SoXg2
https://photos.app.goo.gl/HjA0m5Eoags5CIFc2
Подключение:
VRx ---> A7
VRy ---> A6
SW ---> D5
Ну и земля с +5 стандартно.
Я так понимаю, что надо менять джойстик?

[AquaGomel]

Допис від imac2008

Наконец выдалась свободная минутка. Залил тест джойстика и вот что получилось:
https://photos.app.goo.gl/OQu56q5Kkrv9SoXg2
https://photos.app.goo.gl/HjA0m5Eoags5CIFc2
Подключение:
VRx ---> A7
VRy ---> A6
SW ---> D5
Ну и земля с +5 стандартно.
Я так понимаю, что надо менять джойстик?

Скрины это без нажатия джойстика? В идеале можно было бы подключить другой джойстик но перед этим неплохо было бы проверить всю пайку платы, если вы говорите что на макетке все работает а на плате нет, то такое чувство что где-то что-то коротит...

[AquaGomel]

Для логического продолжения проекта, нужен человек кто разбирается в схемотехнике и электронике, набросал схемку второй версии. Может есть спецы кто может глянуть схемку и указать на неточности, ну или какие-то другие предложения. Буду рад любым советам.

[imac2008]

Извините, что так долго не отвечал. Долгая командировка и отсутствие интернета.
В общем по делу: После промывки и просматривания платы, перезалития прошивки ардуино - обстоятельства с джойстиком не поменялись (при отключенном джойстике - проскакивает все меню и останавливается на перечне каналов с их режимом работы; с джойстиком - мануал контрол.....)
Да, скрины это с нажатиями джойстика.
Еще споймал глюк: без джойстика - с приложения невозможно отправить настройку таймеров (устройство не ответило) в остальном же все работает. На днях придет новая ардуино и пара джойстиков - посмотрим.

[Doniak]

Допис від AquaGomel

Для логического продолжения проекта, нужен человек кто разбирается в схемотехнике и электронике, набросал схемку второй версии. Может есть спецы кто может глянуть схемку и указать на неточности, ну или какие-то другие предложения. Буду рад любым советам.

не знаю как по схеме но почему бы не заменить линейный стабилизатор на DC\DC преобразователь как отдельный модуль и питать его 12В как и куллеры, это избавит надобность от 5Вольтового напряжения и позволит питать от любого блока питания 12Вольтового та в целом и 12-9В допустимый думаю будет придел

[AquaGomel]

Допис від imac2008

Извините, что так долго не отвечал. Долгая командировка и отсутствие интернета.
В общем по делу: После промывки и просматривания платы, перезалития прошивки ардуино - обстоятельства с джойстиком не поменялись (при отключенном джойстике - проскакивает все меню и останавливается на перечне каналов с их режимом работы; с джойстиком - мануал контрол.....)
Да, скрины это с нажатиями джойстика.
Еще споймал глюк: без джойстика - с приложения невозможно отправить настройку таймеров (устройство не ответило) в остальном же все работает. На днях придет новая ардуино и пара джойстиков - посмотрим.

Можете скинуть лог с подключенным джойстиком но без нажатий!!! Хочется увидеть что происходит именно при самопроизвольном срабатывании нажатий...

Допис від Doniak

не знаю как по схеме но почему бы не заменить линейный стабилизатор на DC\DC преобразователь как отдельный модуль и питать его 12В как и куллеры, это избавит надобность от 5Вольтового напряжения и позволит питать от любого блока питания 12Вольтового та в целом и 12-9В допустимый думаю будет придел

На схеме линейный стабилизатор LM1117 на который заводится 5V можно подавать до 12V, по даташиту вроде даже до 15 (но это абсолютный максимум).

[Oleksandr54]

Прошил Arduino и ESP подключил их между собой пока без дисплея ds18B20 и джойстика. При подаче питания создается сеть аля esp_254be2 (сети AquaController - нет). Для того чтоб появилась сеть AquaController обязательно нужен дисплей?

[AquaGomel]

Допис від Oleksandr54

Прошил Arduino и ESP подключил их между собой пока без дисплея ds18B20 и джойстика. При подаче питания создается сеть аля esp_254be2 (сети AquaController - нет). Для того чтоб появилась сеть AquaController обязательно нужен дисплей?

Какую версию прошивки для ESP использовали?

[Oleksandr54]

Брал из шапки ver.:AquaControllerESP v1.2.8 - 0.3 хотя в Serial Port Utility показивает:{"status":"info","message":"wifi_log"," log":"WiFi:v1.2.5-0.3 "}

[Oleksandr54]

Прошивки AquaControllerNano v 1.2.8 - 0.3 и AquaControllerESP v1.2.8, те которие в шапке, точно совместими ? Может без дисплея нет его инициализации из за етого не стартует нормально ESP (не создается точка доступа AquaController) хотя я сомневаюсь, точка должна создаваться даже без Arduino.ИМХО

[AquaGomel]

Допис від Oleksandr54

Прошивки AquaControllerNano v 1.2.8 - 0.3 и AquaControllerESP v1.2.8, те которие в шапке, точно совместими ? Может без дисплея нет его инициализации из за етого не стартует нормально ESP (не создается точка доступа AquaController) хотя я сомневаюсь, точка должна создаваться даже без Arduino.ИМХО

Не создается она по причине того что по дефолту Wifi выключена, то что вы видите это внутренняя точка которая создается самой SDK, к ней можно подключиться но управлять контроллером через нее не получиться. WiFi включается через меню контроллера поэтому как бы нужен будет экран и джойстик. С версией чуть позже выложу фикс... тут вы правы... не углядел)))

[Oleksandr54]

Ну тада будем покупать джойстик и дисплей, куда без джойстика проект больно интересний. И исчо вопрос (точнее два):
1.) bootloader на Arduino обязательно затирать?
2.) когда будет прошивка под новий проект без Arduino? (видел схему)
P.S.По поводу новой схеми: скорей би отказался от применения микросхем PCA9635 и ADS1015 не все смогут повторить проект. Применил би в проекте NODEMCU (ESP8266) она "паябельна", имеет USB, имеет аж один аналоговий вход (чего достаточно) и несколько цифрових (чего тоже достаточно).
А если етого мало, можно посмотреть на ESP32-WROVER-I,(и отказаться от джойстика и дисплея, телефони у всех Аквариумистов присутсвуют шучу) слава богу времена микросхем 155-ой серии и транзисторов кт315 - ПРОШЛИ !!!

[AquaGomel]

1. Прошивка не влезет.
2. Прошивка будет базироваться на основе текущей версии + расширение функционала за счет другого кристала. Когда вопрос риторический... В данный момент у меня 2 параллельных проекта связанные именно с контроллерами. Поэтому не закончив их начинать делать 2 версию я не смогу.
3. Проект будет более сложным, нужно будет большое количество ног как аналоговых так и цифровых + ШИМ + единое управление по одной шине (i2c), если сможете предложить другие варианты с удовольствием рассмотрю. С условием что плотность элементов гораздо выше чем в первой версии. Так что размер чипа так же критичен.
Оффтоп

ESP32-WROVER-I все равно не хватает... Да и сырой пока еще он...
Экран будет это точно, про управление еще думаю...

[Oleksandr54]

1. не совсем понимаю как бинарник (HEX файл) AquaControllerNano v 1.2.8 - 0.3 весом 84 Кб помещаеться в ArduinoNANO 32 Кб (ATmega328) при этом 2 Кб используются для загрузчика?.
2. мне любая схема интерестна, в схеме где применяються PCA9635 и ADS1015
непонятно назначение клемника DS1(Header3) если для DS18B20 то резистор R6 должен бить между контактом 2 и 3 DS1;
на микросхему U2 не подаеться питание на контакт VDD;
базу транзисторов Q1 и Q2 через сопротивление 10К желательно привязать до минуса;
обвязка управления оптопарами U1-U12 некоректна: слишком большие номинали сопротивлений R2, R8, R15.....при виходних уровнях микросхеми U2- 3 вольта, тем более дальше применяються светодиоди со своим падением напряжения. Может последовательно стоит подключить сопротивлене едак 30 Ом светодиод и до светодиода оптопари или чудить схему с транзисторами.
следует учтивать работу с ADS1115 (ADS1015) напряжение подаваемое на вход АЦП не должно превышать VDD+0,3 В.В данном случае VDD(3,3)+0,3В= 3,6 вольта.Этот модуль очень боится перенапряжения как по входам, так и по питанию. Превышение напряжения более чем на 5% от напряжения питания его моментально сожжет.
и бузер BZ1 все-таки подключить через транзистор (правило хорошего тона) Все изложенное ИМХО.
Пожелания: если будете фиксить прошивку, профиксите пожалуйста отображение на екране температури с DS18B20, чтоби не отображались сотие градуса (виглядит не корректно).