🥇ShIoTiny: malgranda aŭtomatigo, Interreto de aferoj aŭ "ses monatoj antaŭ feriado"

Ĉefaj punktoj aŭ pri kio temas ĉi tiu artikolo

ТĈar la interesoj de homoj estas malsamaj, kaj homoj havas malmulte da tempo, tiam mallonge pri la enhavo de la artikolo.

СĈi tiu artikolo estas superrigardo de la regila projekto kun la minimuma prezo kaj kapablo vida programado per TTT-legilo.

ПĈar ĉi tio estas revizia artikolo celanta montri "kio povas esti elpremita el penca regilo", vi ne devus serĉi profundajn verojn kaj detalajn algoritmojn en ĝi.

РLa instigo, ideoj kaj rezultoj de konstruado de regilo bazita sur WiFI-peceto estas konsiderataj ESP8266.

Предупреждение

Mi ne volis skribi ĉi tiun artikolon. Mi tute ne ŝatas verki artikolojn. Vi devas pensi pri tio, kaj multe. Pensu pri kiel skribi tiel, ke la nombro da homoj, kiuj miskomprenas vin, reduktiĝu al minimumo. Pensu pri kiel ne iri al ekstremoj. Kaj estas multe pli por pripensi.
Sed miaj amikoj diris, ke ĉar miaj klopodoj en la kampo de IoT kaj aliaj malgrandaj aŭtomatigoj estas interesaj al ili, tiam ili ankaŭ povas esti interesaj al aliaj kaj al la ĝenerala publiko. Nu, kie kolektiĝas la publiko, kiu interesiĝas pri tio? Kompreneble, sur la nabo. Kaj jen mi. Malnova leganto kaj nova verkisto.

Mi ne havas respondecon pri eraroj, malprecizecoj, tajperaroj, malmoderna stilo de prezento ktp., kiujn la leganto eble ne ŝatas. Legu laŭ via risko.

Mi ankaŭ tuj avertas vin, ke mi ne klarigos, kio estas MQTT, WiFi kaj UDP multicast kaj aliajn aferojn, kiuj ne rekte rilatas al la temo. Estas kelkaj ligiloj ĉe la fino de la artikolo.

La naskiĝo de ideo aŭ iu kantoteksto

ЖLa vivo ne estas facila afero kaj Lia Moŝta Ŝanco ludas gravan rolon en ĝi. Do mi volas konigi kiel hazardaj eventoj, kunigitaj kun natura maldiligento, rezultigis sufiĉe interesan disvolviĝon de regilo bazita sur la ESP8266.

НĈio komenciĝis sufiĉe rutine: mi volis konstrui sistemon por kontroli la akvoprovizadon kaj akvumado de la ĝardenbedoj kaj arbustoj en la lando.

Нho, ĉar mi povas plene labori nur pri pipoj, tankoj kaj kranoj dum feriado, kiu ankoraŭ estis pli ol ses monatoj - ĉio estis limigita al diskutoj en laboro kun kolegoj kaj amikoj kaj kamaradoj en neformala medio.

ТLa temo "malgranda aŭtomatigo" aŭ, kiel oni kutime diras inter "ĉi tiuj lernejaj-hackers-hipsteroj" - la temo de IoT - Interreto de Aĵoj - interesas min delonge. Longe antaŭ ol la Interreto mem estis vaste uzata.

ЕEĉ kiel infano, mi volis, ke aferoj faru ion "sur si mem." Kaj estus dezirinde, ke mi povu regi ilin iel de malproksime. Sed tiutempe (80-aj, fruaj 90-aj jaroj de la lasta jarmilo) tio estis sufiĉe malfacila. Interreto ne estis vaste havebla ie ajn en la mondo, same kiel ne ekzistis poŝtelefonoj, tablojdoj aŭ eĉ LCD-ekranoj aŭ USB-memoriloj ie ajn. Do ni devis limigi nin al "aplaŭdi lumŝaltilojn" kaj simplajn radioregilojn. Sed por tiuj tempoj kaj tiu aĝo, ĝi ne estis malbona kaj interesa.

НHo, ĉi tiuj estas aferoj de la pasinteco. Nun estas la 15-a jarcento. Kaj ĉiuj havas saĝtelefonon en la poŝo, la interreto disponeblas preskaŭ ĉie kie ĝi estas bezonata kaj ne necesa, kaj la bazo de disponeblaj elektronikaj komponantoj nun estas tia, ke antaŭ nur XNUMX jaroj la averaĝa loĝanto de la planedo Tero neniam revis pri ĝi. .

ПTial, decidinte konstrui regilon por akvaj aferoj ĉe la domo, mi turnis mian atenton al la blato ESP8266.
Antaŭ ĉio, ĉi tiu blato estas malmultekosta. Kaj se unu regilo ne sufiĉas, vi povas instali du, tri aŭ kvin. Due, ĝi havas WiFi surŝipe. Tio estas, vi povas rigardi tion, kio okazas per Interreto kaj eĉ kontroli la procezon de iu ajn inteligenta telefono. Kompreneble, vi bezonas alirpunkton kun Interreta aliro, sed tio ne estas problemo. Ĉiuokaze, ĝi estas preskaŭ ĉie aŭ tuj estos, inkluzive en mia domo.

ПMerĝinte min en la mirinda mondo de projektoj por la ESP8266, mi estis surprizita malkovri, ke malgraŭ la mirindaj kapabloj de ĉi tiu blato, projektoj sur ĝi, kun maloftaj esceptoj, estas dividitaj en du tipojn: ĉi tiuj estas aŭ ekstreme primitivaj programoj kiel "klaku". la ŝaltiloj de via saĝtelefono kaj rigardu la staton de la sensiltemperaturoj per la Interreto"; aŭ bonaj kaj solidaj JavaScript aŭ Lua interpretistoj, sed bedaŭrinde ili konsumas preskaŭ la tutan memoron kaj ne permesas al vi fari ion seriozan.

ПMia unua ideo estis tiel simpla kiel krespoj - verki simplan programon por regi pumpilojn bazitan sur la stato de la sensiloj kaj jen ĝi. Sed, kiel sperta rulilo rilate al saltado sur la rastilon de efektivigo de malsamaj sistemoj, mi komprenis, ke mi certe ne povos antaŭvidi ĉiujn kurbojn de la algoritmo, kiujn mi volus aŭ bezonus rektigi dum la konstruado de la akvoprovizado kaj irigacia sistemo.

ДNe estas tre oportune prilabori la programon ĉe la domo, en malhela grenejo. Sed vi devas.
Kio estas la eliro? Kompreneble, la unua afero, kiu venis al mia menso, estis igi la algoritmon agordebla. Unu el miaj kolegoj donis multajn konsilojn - kion agordi kaj kiel. Per tio li mortigis mian unuan ideon en la burĝono. Dankon al li. Se li ne estus malkaŝinta antaŭ miaj okuloj la nombron da parametroj, kiujn mi bezonus agordi, mi verŝajne ne rifuzus ĉi tiun opcion: fari algoritmon agorda paĝo.

НLa terura bildo de la nombro da agordaj parametroj, kaj eĉ tiuj influantaj unu la alian, sobrigis min. Denove mi rimarkis, ke oni ne povas antaŭvidi ĉion...

СMi faros rezervadon unufoje: mi estas maldiligenta. Tre maldiligenta! Mi sincere estas tro maldiligenta por reverki la programon ĉiufoje. Tial ekestis la tasko - kiel rapide kaj facile agordi algoritmon, prefere sen programado? Plie, ĉi tiu algoritmo estos sufiĉe komplika; havos multajn parametrojn; estos specifa por mia kazo kaj maltaŭga por aliaj. Kaj mi vere volas fari la aparaton pli-malpli universala...

ПĈar estis ankoraŭ ĉirkaŭ ses monatoj antaŭ ferioj kaj ĉiaspeca pipo-pumpa laboro, mi decidis preni mian tempon kaj pensi pri kiel fari ĝin oportuna kaj bela? Kiel programi sen programado? Kiel fari sen duilionoj da parametroj ŝanĝeblaj dum agordado?

КKiel kutime, ĉio estis jam inventita antaŭ ni: mi komprenis, ke mi volas desegni algoritmon en formo de agaj kvadratoj kaj ligi ilin per komunikadlinioj, kiuj montras kien la datumoj flugas de kaj al. Nu, indikante la kvadraton, mi volas povi agordi kelkajn el ĝiaj individuaj parametroj.

ИLa ideo difini algoritmon desegnante ĝin en kvadratoj ne estas nova. Tiaj sistemoj ekzistis reen en la 80-aj jaroj; Nun ekzistas super-populara NodeRed-sistemo, kiu estas bone konata de tiuj, kiuj jam aliĝis al la mondo de malgrand-skala aŭtomatigo/IoT.

НHo, jen la problemo: tiaj sistemoj estas desegnitaj por "grandaj komputiloj". Plej malbone - sur Raspberry PI. Sed ne sur la ESP8266, kiu havas nur kelkajn dekojn da kilobajtoj da RAM kaj neniu operaciumo!

Кkion fari? Kaj estas nur du eliroj: skribi kaj desegni programon sur "granda komputilo" aŭ tekkomputilo, kaj poste transloki ĝin iel al la ESP8266, aŭ provi "ŝovi la neeblan" en la ESP8266-regilon mem.

ПSekve, la maksimuma programo, kiun mi havis, estis jena: por programi vian regilon, vi ne bezonas ion alian ol tekkomputilon kun TTT-legilo! Tio estas, tekkomputilo kun TTT-legilo kaj mia regilo - tio devus sufiĉi por plene agordi kaj skribi kaj desegni kontrolprogramojn.

И, kiel montriĝis, estis tute eble efektivigi ĉi tion!
Mi ne enuos vin kun ĉiuj detaloj de la projekto-disvolviĝo. Mi nur diros, ke surbaze de la vortoj, kiuj venis al mia menso kaj lango dum la evoluprocezo, eblus formi apartan "Vortaro de obscena lingvo uzata de elektronika industriaj laboristoj" Sed ĉio finiĝis. Pli precize, ne ĉio, sed la unua, plej malfacila etapo, kiam ne estas klare, ĉu via ideo vivi estos tie aŭ ĉu nur la deliro de griza kastriĝo en lunluma nokto.

ПMi dividos la rezulton de tio, kio aperis kaj ricevis la nomon "ShIoTiny Regilo".

Kio do okazis?

Aparataro La regilo ShIoTiny estas norma kaj simpla: tri enigaĵoj desegnitaj por sensiloj de tipo "seka kontakto" (butonoj, kanaj ŝaltiloj, ili ankaŭ estas akvonivelaj sensiloj en la tanko), unu ADC-enigo, unu enigo por konekti temperaturon kaj humidecan sensilon de la. DHT22 tipo aŭ simila. Kaj fine, tri eliroj en la formo de ŝanĝaj relajsoj por 220 Volt, 1 Ampero. La relajso diras 10A, sed mi estas realisto kaj ne permesos 10Amps tra la tabulo. Kaj por kontroli pumpilojn, 1Amp sufiĉas. Ĉio ĉi estas funkciigita de energifonto kun tensio de 5 ĝis 9 voltoj.

ЧVerdire, mi aldonis la temperatursensilon ĝuste tiel, sed ĉe la ADC mi esperis mezuri la tension de la provizoreto. Kiu scias?

РKompreneble, ĉiuj enigaĵoj, krom la enigo por konekti DHT22, estas protektitaj per rezistiloj kaj diodoj: mi ne volis bruligi la ESP8266, kaj diodoj kaj rezistiloj kostas nur kelkajn kopekojn.

Foto La preta produkto povas esti vidita komence de la artikolo. Mi mendis plurajn el ĉi tiuj tabuloj - kio se mi bruligos ilin aŭ devos tranĉi la trakojn?
Sed, feliĉe, mi ne devis.

ФĈi tiu produkto estas, kompreneble, beleco kaj grandiozeco. Sed por komforto, sube estas desegna diagramo de konektado de simuliloj de sensiloj kaj aktuarioj al la tabulo.

Вanstataŭ nivelsensiloj estas Input1..3 butonoj, anstataŭ startigiloj estas LED-oj konektitaj al la Relay1..3 relajso. Nu, ŝanĝiĝema rezistilo sur la ADC por simuli la enirtension.
КKiam la relajso estas malŝaltita, la ruĝa LED lumiĝas. Kaj kiam ĝi estas ŝaltita, ĝi estas verda. Do mi elpurigis ĝin sur la tablo.

КAldone al ĉio ĉi, estas elektra konektilo sur la maldekstra flanko de la tabulo, kaj du servobutonoj dekstre: Restarigi kaj AP. Nu, ekzistas DIP-ŝaltilo, kiu ŝanĝas la aparaton al programa reĝimo. Ankaŭ disponeblas la programa konektilo ESP8266 per USB-UART-adaptilo.

Kelkaj klarigoj pri la butonoj. Kio Restarigi — kaj tiel estas klare. Kaj jen la butono AP bezonata por traduki ŜIoTiny por malfermi alirpunktoreĝimon (agorda reĝimo aŭ agorda reĝimo). Kial ĉi tio estas necesa? Nu, ekzemple, vi fuŝis viajn retajn agordojn kaj volas ŝanĝi ilin. Premu la butonon AP dum kelkaj sekundoj (ĝis la bela blua LED eklumiĝas). Poste, prenu vian inteligentan telefonon aŭ tekkomputilon, ŝaltu WiFi kaj vidu malferman alirpunkton tie kun la nomo esp_8266_xxxx kaj konektu al ĝi. Poste iru al la retumilo de via inteligenta telefono aŭ tekkomputilo kaj tajpu la adresbreton: 192.168.4.1. Se ĉio estas en ordo, tiam vi estas prenita al la paĝo de regilo ShIoTiny kaj povas agordi ĝin denove.

КKiel ni vidas, la aparataro estas nenio komplika. Tial o programaro parto.

ВMi priskribos ĉiujn strangaĵojn de la efektivigo, sed poste. Iun tagon. Kaj hodiaŭ mi konsideros la programaron nur "de ekstere", tio estas, el la vidpunkto de la uzanto - mi mem aŭ iu alia, kiu riskis uzi mian metion (ekzistas ankaŭ tiaj riskaktoroj).

С De la vidpunkto de la uzanto, la aparato estas HTTP-servilo alirebla per WiFi. Ĉiuj agordoj, programado ktp estas faritaj per TTT-legilo.

ИDo, ni iris al la regilo paĝo. Kion ni vidas? Kaj ni vidas la langeton "Kontrolo kaj stato", kiu montras la aktualan staton de la uzataj aparatoj: eniroj, eliroj, ADC, DHT22. Krome, la konekto-parametroj al la alirpunkto estas montritaj (se ni laboras en WiFi-stacio reĝimo); alirpunktoparametroj (se ni laboras en WiFi alirpunkto reĝimo) aŭ ambaŭ. Nu, krome, la konekto-parametroj kun la MQTT-broker montriĝas se la MQTT-protokolo estas uzata.

КKiel ni vidas, nenio speciala aŭ interesa. Estas nenio por alklaki! Kvankam... Estas du pliaj langetoj! Agordi retajn agordojn interkonektanta kaj program-cirkvitredaktilo ElDraw.

Кdo vi divenis, interkonektanta - ĉi tio estas reta agordo, sed ne nur. Ĝi havas kelkajn pli interesajn parametrojn. Ni alklaku la langeton interkonektanta kaj ni vidos tie proksimume tion, kio estas montrita en la figuro.
НAgordo de la alirpunktonomo kaj pasvorto por ĉiu reĝimo - WiFi-stacio kaj WiFi-alirpunkto. Ĉio ŝajnas esti klara. Same kiel la celo de la butono "Skanu WiFi" sufiĉe travidebla.
А jen la fallisto "ShIoTiny-reĝimo" postulas klarigon. La fakto estas, ke mi neniel povis decidi, kiu reĝimo estus pli oportuna por mi labori. Kaj tial li disponigis 5 modojn de funkciado de la aparato.

ПNi mallonge listigu ĉi tiujn funkciajn reĝimojn.

Agorda reĝimo — agorda reĝimo. Ĉi tio estas malferma alirpunkto-reĝimo kun fiksa adreso de 192.168.4.1 kaj nomo de esp_8266_xxxx.

Stacia reĝimo — reĝimo de WiFi-stacio konektita al via alirpunkto.

AP-reĝimo — fermita alirpunkto-reĝimo. Vi mem fiksas la nomon kaj pasvorton.

AP+Stacia reĝimo - ĉi tio estas la samtempa aktivigo de AP-reĝimo + Stacia reĝimo.

sola reĝimo — laboru tute sen retkonekto. Soleca regilo portanta sian pezan parton...

В iu ajn el la reĝimoj krom "Agorda reĝimo", vi povas bloki TTT-paĝon markante la skatolon "Ŝlosu Reton en Stacia reĝimo". Ĉi tio estas ia pro sekurecaj kialoj.

НMQTT-agordoj estas evidentaj: servilo, haveno, pasvorto, malferma konekto aŭ per SSL. Mi ne eniros en detalojn ĉi tie.

КInteralie, la regilo ShIoTiny povas sendi kaj ricevi pakaĵetojn de speciala formato per multielsendo. Ankaŭ ĝiaj agordoj estas evidentaj: grupadreso kaj haveno.
Kompreneble, se vi priskribas ĉiujn nuancojn de la agordoj, vi ricevos apartan artikolon, sed ĉi tio ne estas parto de miaj planoj.

Иjes, kun langeto interkonektanta ĉio estas pli-malpli klara. Ni transiru al la ĉefa funkcio de la regilo - la program-cirkvitredaktilo ElDraw.

Тper frapeto sur la langeto ElDraw, ni vidos ion kiel la sekvanta. Kompreneble, se la aparato ne havas ŝarĝitan cirkviton, tiam la cirkvitokampo estos malplena.

Сmaldekstra - paletro de elementoj aŭ nodoj (nodoj).
Сrajtoj - skema kampo aŭ simple "skemo".
СSupre estas butonoj por ŝargi kaj malŝarĝi al disko kaj al la aparato, kaj ankaŭ redaktaj butonoj.

ДPor tiuj, kiuj laboris kun redaktoroj, administrado estas ĝenerale evidenta. Vi devas aldoni elementon al la diagramo - prenu ĝin per la muso kaj trenu ĝin de la paletro al la diagramo. Se vi bezonas forigi elementon aŭ konekton de la diagramo, alklaku ĝin aŭ ĝin per la muso kaj premu la klavon DEL. Ni devas konekti la elementojn - ni prenas la enigon de unu elemento kaj ligas ĝin al la eligo de alia.

ЕEstas ankaŭ skalo (SHIFT+musrado). Bedaŭrinde, ne eblas kopii elementojn kaj grupojn de elementoj. Sed ĉi tio ne multe ĝenas min.

КKrome, pro kialoj de logiko, la enigo de nodo povas nur esti konektita al unu eligo de alia nodo. Sed la eligo de nodo estas kun pluraj enigaĵoj de aliaj nodoj. Enirejoj ĉiam estas maldekstre de la nodoj. Elirejoj estas ĉiam dekstre.

КKiajn kapablojn ni havas por efektivigi algoritmojn?
ВLa eblecoj estas sufiĉe vastaj. La paletro enhavas nodojn reprezentantajn la tutan regilon aparataron ŜIoTiny: enigoj, relajsoj, ADC, DHT11/22.

ДEstas logikaj kaj aritmetikaj nodoj por datumtraktado.

ЧPor ke ni povu labori kun la aparato per interreto, ekzistas nodoj por aboni kaj publikigi parametrojn ĉe la MQTT-broker.

ЕSe ni volas ke pluraj ShIoTiny-regiloj interŝanĝu informojn unu kun la alia, ni povas uzi nodojn por sendi kaj ricevi parametrojn uzante la UDP-multirolantaro-protokolon.

КKrome, estas temporizaj nodoj; kontrolnodoj pri traktado de eventoj.

ПMi donos al vi kelkajn ekzemplojn. Ekzemple, ĉu vi volas, ke datumoj pri temperaturo kaj humideco estu publikigitaj al MQTT-servilo ĉiujn 30 minutojn? Nenio povus esti pli simpla. Ni desegnu tiel.

Жmembutono "Alŝutu". Ĉiuj!
ЕSe vi ĝuste agordis la konekton kun la MQTT-broker sur la langeto Retoj, jen ĉio!
Кĉiun duonhoron, la temperaturo estos publikigita sur la broker sub la temo /T, kaj la humideco - sub la temo /H. Aŭ, se vi fiksas viajn proprajn temojn, tiam sub ili.
ЗLa evidenta demando estas: kial 18000 estas 30 minutoj? Ĉar ĉiuj tempoj estas mezuritaj per dekonoj de sekundo.

ТNun vi volas aldoni al ĉi tiu skemo la kapablon ŝalti la relajson Relay1 per interreto, kaj eĉ dum certa tempo? Nedankinde. Ni kompletigu la desegnon tiel.

ОKvin alklaku la butonon "Alŝutu". Ĉiuj! Nun, krom la fakto, ke ĉiu duonhoro, temperaturo kaj humideco estos publikigitaj sur la MQTT-broker, eblos ŝalti la relajson Relay1. Jes, ne nur ŝaltu ĝin, sed ĝuste dum 10 minutoj. Vi povas ebligi la relajson publikigante la temon /r1cmd, agordita al 1. Kaj la reala stato de la relajso estos publikigita en la temo /r1status.

ВĈu vi volas ne nur ŝalti, sed ankaŭ malŝalti la relajson antaŭ la horaro? Jes, kion ajn vi diras. La suba bildo montras kiel fari tion!

ПĈu la principo estas klara? Vi nur desegni la algoritmon per via muso! Kaj skribu kelkajn agordojn: horo, temo nomo kaj jen ĝi. Ĉi tio estas multe pli klara ol skribi amason da kodo.

КCetere, reliefigi ligojn en malsamaj koloroj ne estas "Photoshop" - ĝi estas unu el la funkcioj de la redaktilo. Vi povas kolorigi la konektojn laŭplaĉe por ne konfuziĝi.

Нho kaj tio ne estas ĉio! Por sencimigi la algoritmon, estas butono "Monitor starto". Sufiĉe strange, ĝi ŝaltas la "monitoran" reĝimon. En ĉi tiu reĝimo, la stato de ĉiuj eliroj de ĉiuj nodoj periode estas legita de la regilo ŜIoTiny kaj montrata sur la diagramo. Proksimume kiel en la suba bildo.

ТTio estas, ni povas vidi en "preskaŭ reala tempo" kion ni havas ĉe la enigo kaj eligo de ĉiu nodo. Ĝi multe helpas kiam io ne estas klara.

ЕEstas multaj pliaj "trukoj kaj funkcioj", kiujn mi ŝatus priskribi, sed mia konscienco ne permesos al vi malŝpari vian tempon pri ili en unu artikolo. La ĉefa ideo efektivigita jam estas klara: minimumo de agordeblaj parametroj - maksimuma klareco.

Kulero da gudro

КKompreneble, mi volas, ke ne estu muŝo en la ŝmiraĵo, sed la mondo ne estas ideala. Kaj mia redaktoro kaj mia regilo ne estas perfektaj. Mi malkovris du ĉefajn trajtojn, kiujn mi ankoraŭ ne povis forigi.

ВUnue, fuŝaĵoj foje aperas kiam movas elementojn en grupoj. Sed ĉi tio ne multe malhelpas laboron. Pli de "trajto" ol "cimo".

И, due, sub certaj kondiĉoj, post ŝarĝo de la cirkvito en la aparaton per la butono "Alŝutu", ĝi rekomencas. Ĉi tio ne malhelpas la vivon, sed la redaktora paĝo devas esti ĝisdatigita.

konkludo

НMi esperas, ke vi ŝatis la ideon desegni algoritmojn anstataŭ verki programojn. Tiel hazardaj pensoj, ideoj kaj disputoj foje estigas tute realigeblajn evoluojn.

НHo, laŭ mi, la volumo de la artikolo superis ĉiujn raciajn limojn. Do mi finos por hodiaŭ.
ПMi nur diru, ke restas nur kelkaj semajnoj antaŭ la feriado kaj mi estas tute preta pasi de sencimigi la regilon ĉe la tablo al sencimigi ĝin "sur la kampo".
ЕSe iu interesiĝas pri miaj ideoj aŭ evoluaj detaloj, skribu al mi: [retpoŝte protektita]

ВMi ĉiam ĝojos ricevi komentojn kaj kritikojn, se ĝi estas, kompreneble, trafa.

Жbonvenigas viajn komentojn, komentojn kaj sugestojn.