🥇ShIoTiny: automatizazio txikia, gauzen Interneta edo “oporrak baino sei hilabete lehenago”

Puntu nagusiak edo zeri buruz den artikulu hau

ТJendearen interesak desberdinak direnez, eta jendeak denbora gutxi daukanez, artikuluko edukiari buruz laburki.

СArtikulu hau kontroladorearen proiektuaren ikuspegi orokorra da, gutxieneko prezioa eta gaitasunarekin programazio bisuala WEB arakatzailearen bidez.

ПHau "zentimoko kontrolagailu batetik atera daitekeena" erakustera zuzendutako berrikuspen-artikulua denez, ez zenuke bertan egia sakonak eta algoritmo zehatzak bilatu behar.

РWiFI txip batean oinarritutako kontrolagailu bat eraikitzearen motibazioa, ideiak eta emaitzak kontuan hartzen dira ESP8266.

Abisua

Ez nuen artikulu hau idatzi nahi. Ez naiz batere zalea artikuluak idazten. Honetaz pentsatu behar duzu, eta asko. Pentsa nola idatzi gaizki ulertzen zaituen jende kopurua gutxienera murrizteko. Pentsa nola ez muturretara joan. Eta askoz gehiago dago pentsatzeko.
Baina nire lagunek esan zuten IoTren eta beste automatizazio txiki batzuen alorrean egindako ahaleginak interesgarriak direnez, besteentzat eta publiko orokorrarentzat ere interesgarriak izan daitezkeela. Tira, non biltzen da honetan interesa duen publikoa? Noski, huban. Eta hemen nago. Irakurle zaharra eta idazle berria.

Ez dut inolako erantzukizunik hartzen irakurleari gustatu ez zaizkion akatsen, zehaztasunik ezaren, idazketa-akatsen, aurkezpen estilo zaharkituaren eta abarrengatik. Irakurri zure ardurapean.

Era berean, berehala ohartarazten dizut ez dudala azalduko zer diren MQTT, WiFi eta UDP multicast eta gaiarekin zerikusi zuzena ez duten beste gauza batzuk. Artikuluaren amaieran esteka batzuk daude.

Ideia baten edo letra batzuen jaiotza

ЖBizitza ez da gauza erraza eta bere Maiestateak aukerak paper garrantzitsua jokatzen du horretan. Beraz, ausazko gertaerek, nagitasun naturalarekin batera, ESP8266n oinarritutako kontrolagailu baten garapen nahiko interesgarria izan zuten partekatu nahi dut.

НGuztia nahiko ohikoa zen: herrialdeko lorategietako ohe eta sastraka ur hornidura eta ureztatzea kontrolatzeko sistema bat eraiki nahi nuen.

Нai, oporretan hodietan, tankeetan eta txorrotan bakarrik lan egin dezakedanez, oraindik sei hilabete baino gehiago falta zirela, dena lankideekin eta lagunekin eta adiskideekin laneko eztabaidetara mugatzen zen ingurune informal batean.

Т“Automatizazio txikia” edo, “eskola-hacker-hipster hauen artean” esan ohi duten moduan -IoT-aren gaia - Gauzen Internet- aspalditik interesatzen zait. Internet bera oso erabilia izan baino askoz lehenago.

ЕTxikitatik ere, gauzak "bere kabuz" zerbait egitea nahi nuen. Eta desiragarria litzateke nolabait urrutitik kontrolatu ahal izatea. Baina garai hartan (80ko hamarkadan, azken milurtekoaren 90eko hamarkadaren hasieran) hori nahiko zaila zen. Internet ez zegoen mundu osoko inon eskuragarri, mugikorrik, tabletarik, ezta LCD pantailarik edo USB flash driverik ere inon ez zegoen bezala. Beraz, "clap light switches" eta irrati-kontrol soiletara mugatu behar izan genuen. Baina garai haietarako eta adin horretarako, ez zen txarra eta interesgarria izan.

НAi, hauek iraganeko gauzak dira. Orain XXI. mendea da. Eta denek dute telefono mugikorra poltsikoan, Internet ia behar den eta behar ez den leku guztietan dago eskuragarri, eta eskuragarri dauden osagai elektronikoen oinarria orain dela 15 urte besterik ez zuen Lur planetako batez besteko biztanleak inoiz amestuko lukeen. .

ПHori dela eta, datxan ur-gaietarako kontrolagailu bat eraikitzea erabaki nuenez, ESP8266 txiparengan jarri nuen arreta.
Lehenik eta behin, txip hau merkea da. Eta kontrolagailu bat nahikoa ez bada, bi, hiru edo bost instala ditzakezu. Bigarrenik, WiFi ontzian dauka. Hau da, Internet bidez gertatzen ari dena ikus dezakezu eta baita prozesua edozein telefonotik kontrolatu ere. Jakina, Interneterako sarbidea duen sarbide-puntu bat behar duzu, baina hau ez da arazorik. Dena den, ia leku guztietan dago edo egongo da, baita nire datxan ere.

ПESP8266rako proiektuen mundu zoragarrian murgildu nintzenean, harritu egin nintzen txip honen gaitasun ikaragarriak izan arren, bertan dauden proiektuak, salbuespenak salbuespen, bi motatan banatzen direla: "klik" bezalako programa oso primitiboak dira. zure telefonoko etengailuak eta Internet bidez sentsore-tenperaturen egoerari begira"; edo JavaScript edo Lua interprete on eta sendoak, baina, tamalez, ia memoria guztia kontsumitzen dute eta ez dizute ezer seriorik egiten uzten.

ПNire lehen ideia krepe bezain sinplea izan zen: sentsoreen egoeran oinarrituta ponpak kontrolatzeko programa sinple bat idaztea eta kito. Baina, sistema desberdinak ezartzeko arrastelaren gainean jauzi egiteko ondutako arrabolaren antzera, ulertu nuen ezingo nuela aldez aurretik aurreikusi algoritmoaren bihurgune guztiak zuzendu nahi edo behar nituzkeen eraikuntzan. ur hornidura eta ureztatze sistema.

ДEz da oso erosoa programa prozesatzea datxan, ukuilu ilun batean. Baina behar duzu.
Zein da irteera? Noski, burura etorri zitzaidan lehenengo gauza algoritmoa pertsonalizagarria egitea izan zen. Nire lankide batek aholku asko eman zituen: zer eta nola konfiguratu. Honekin nire lehen ideia hil zuen hasieran. Berari eskerrak. Nire begien aurrean azaldu ez balu konfiguratu beharko nituzkeen parametro kopurua, ziurrenik ez nuke aukera honi uko egingo: algoritmoaren ezarpenen orria egitea.

НEzarpen-parametro kopuruaren irudi beldurgarriak, eta baita elkarri eragiten diotenak ere, soildu ninduen. Berriro ere konturatu nintzen ezin duzula dena aurreikusi...

СBehin erreserba bat egingo dut: alferra naiz. Oso alferra! Egia esan, nagiegi naiz aldi bakoitzean programa berridazteko. Hori dela eta, zeregina sortu zen - nola azkar eta erraz ezarri algoritmo bat, hobe programatu gabe? Gainera, algoritmo hau nahiko konplikatua izango da; parametro asko izango ditu; nire kasurako espezifikoa izango da eta besteentzat desegokia. Eta benetan nahi dut gailua gehiago edo gutxiago unibertsala izatea...

ПOraindik sei hilabete inguru oporrak eta hodiak ponpatzeko lanak falta zirenez, nire denbora hartu eta nola egin eroso eta ederra nola egin pentsatu nuen? Nola programatu programatu gabe? Nola egin konfigurazioan alda daitezkeen bilioi parametrorik gabe?

КOhi bezala, jadanik dena asmatuta zegoen gure aurretik: konturatu nintzen algoritmo bat marraztu nahi nuela ekintza-lauki forman eta datuak nondik eta norantz doazen hegan erakusten duten komunikazio-lerroekin lotu nahi nuela. Beno, karratua seinalatuz, bere parametro indibidual batzuk konfiguratu ahal izan nahi ditut.

ИAlgoritmo bat laukietan marraztuz definitzeko ideia ez da berria. Horrelako sistemak 80ko hamarkadan existitzen ziren; Orain NodeRed sistema oso ezaguna dago, eskala txikiko automatizazio/IoT munduan sartu direnek oso ezaguna dena.

НOh, hona hemen arazoa: horrelako sistemak "PC handietarako" diseinatuta daude. Okerrenean - Raspberry PI-n. Baina ez ESP8266-n, RAM hamarnaka kilobyte batzuk baino ez dituena eta sistema eragilerik ez!

Кzer egin? Eta bi bide baino ez daude: programa bat idatzi eta marraztu "PC handi batean" edo ordenagailu eramangarri batean, eta, ondoren, nolabait transferitu ESP8266ra, edo saiatu "ezinezkoa" ESP8266 kontrolagailura sartzen.

ПHori dela eta, izan nuen gehieneko programa hau izan zen: zure kontrolagailua programatzeko, ez zenuke WEB arakatzailea duen ordenagailu eramangarri bat baino ezer behar! Hau da, WEB arakatzailea eta nire kontrolagailua dituen ordenagailu eramangarri bat - nahikoa izan beharko luke kontrol-programak guztiz konfiguratzeko eta idazteko eta marrazteko.

И, ondorioztatu zenez, nahiko posible zen hau ezartzea!
Ez zaitut aspertuko proiektuaren garapenaren xehetasun guztiekin. Bakarrik esango dut garapen prozesuan burura eta mingainera etorri zaizkidan hitzetan oinarrituta, posible izango litzatekeela bereizi bat osatzea "Industria elektronikoko langileek erabiltzen duten hizkuntza lizunaren hiztegia" Baina dena amaitu da. Zehatzago esanda, ez dena, baina lehen etapa, zailena, argi ez dagoenean zure bizitzeko ideia hor egongo den ala ilargi argi batean ilargitako gau batean gazte gris baten eldarnioa besterik ez den.

ПIrten denaren eta izena lortu duenaren emaitza partekatuko dut "ShIoTiny kontrolagailua".

Orduan, zer gertatu zen?

hardware zatia ShIoTiny kontroladorea estandarra eta sinplea da: "kontaktu lehorra" motako sentsoreetarako diseinatutako hiru sarrera (botoiak, erreed etengailuak, ur-mailaren sentsoreak ere badira deposituan), ADC sarrera bat, tenperatura eta hezetasun sentsore bat konektatzeko sarrera bat. DHT22 mota edo antzekoa. Eta azkenik, hiru irteera 220 Volt, 1 Ampere-ko errele kommutazio moduan. Erreleak 10A dio, baina errealista naiz eta ez ditut 10Amps onartzen taulatik. Eta ponpa abiarazleak kontrolatzeko, 1Amp nahikoa da. Hori guztia 5 eta 9 voltioko tentsioko elikadura iturri batetik elikatzen da.

ЧEgia esateko, tenperatura sentsorea gehitu nuen horrela, baina ADCan hornikuntza sarearen tentsioa neurtzeko itxaropena nuen. Nork daki?

РJakina, sarrera guztiak, DHT22 konektatzeko sarrera izan ezik, erresistentziak eta diodoak babestuta daude: ez nuen ESP8266 erretzeko gogorik, eta diodoek eta erresistentziak kopeck gutxi batzuk besterik ez zituzten kostatzen.

Photo Shoot Amaitutako produktua artikuluaren hasieran ikus daiteke. Ohol horietako batzuk eskatu nituen - zer gertatzen da horiek erre edo bide-hankak moztu behar baditut?
Baina, zorionez, ez nuen beharrik izan.

ФProduktu hau, noski, edertasuna eta handitasuna da. Baina erosotasunerako, behean sentsoreen eta eragingailuen simulagailuak taulara konektatzeko diagrama bat dago.

Вmaila-sentsoreen ordez Input1..3 botoiak daude, abiarazleen ordez LEDak daude Relay1..3 erreleari konektatuta. Beno, ADC-n erresistentzia aldakorra sarrerako tentsioa simulatzeko.
КErrelea itzalita dagoenean, LED gorria pizten da. Eta piztuta dagoenean, berdea da. Beraz, mahai gainean arazketa egin nuen.

КHonetaz guztiaz gain, plakaren ezkerraldean botere-konektore bat dago, eta eskuinaldean bi zerbitzu-botoi: Berrezarri eta AP. Bada, gailua programazio modura aldatzen duen DIP etengailu bat dago. USB-UART egokigailuaren bidez ESP8266 programazio-konektorea ere eskuragarri dago.

Botoiei buruzko azalpen batzuk. Zer da Berrezarri - eta horrela argi dago. Eta hemen dago botoia AP itzultzeko behar ShIoTiny sarbide puntu modua irekitzeko (konfigurazio modua edo konfigurazio modua). Zergatik da beharrezkoa? Tira, adibidez, sarearen ezarpenak nahastu dituzu eta aldatu nahi dituzu. Sakatu AP botoia segundo batzuetan (LED urdin ederra piztu arte). Ondoren, hartu zure telefonoa edo ordenagailu eramangarria, aktibatu WiFi eta ikusi bertan esp_8266_xxxx izena duen sarbide-puntu ireki bat eta konektatu bertara. Ondoren, joan zure telefonoaren edo ordenagailu eramangarriaren arakatzailera eta idatzi helbide-barran: 192.168.4.1. Dena ondo badago, ShIoTiny kontrolagailu orrira eramango zara eta berriro konfigura dezakezu.

КIkusten dugunez, hardwarea ez da ezer konplikatua. Horregatik o software zatia.

ВEzarpenaren bitxikeria guztiak deskribatuko ditut, baina geroago. Egunen batean. Eta gaur softwarea "kanpotik" bakarrik hartuko dut kontuan, hau da, erabiltzailearen ikuspuntutik - ni edo nire artisautza erabiltzeko arriskua hartu zuen beste norbaitek (badaude horrelako stuntmenak ere).

С Erabiltzailearen ikuspuntutik, gailua WiFi bidez eskura daitekeen HTTP zerbitzari bat da. Ezarpen, programazio eta abar guztiak WEB arakatzaile baten bidez egiten dira.

ИBeraz, kontrolagailu orrira joan ginen. Zer ikusten dugu? Eta “Kontrola eta egoera” fitxa ikusiko dugu, erabiltzen diren gailuen egungo egoera erakusten duena: sarrerak, irteerak, ADC, DHT22. Horrez gain, sarbide-puntuarekiko konexio-parametroak erakusten dira (WiFi geltoki moduan lan egiten badugu); sarbide-puntuaren parametroak (WiFi sarbide-puntu moduan lan egiten badugu) edo biak. Bada, gainera, MQTT broker-arekin konexio-parametroak erakusten dira MQTT protokoloa erabiltzen bada.

КIkusten dugunez, ez dago ezer berezi edo interesgarririk. Ez dago ezer klik egiteko ere! Nahiz eta... Bi fitxa gehiago daude! Sarearen ezarpenak konfiguratzea Sare eta programaren zirkuitu editorea ElDraw.

Кberaz, asmatu duzu, Sare - hau sarearen konfigurazioa da, baina ez bakarrik. Pare bat parametro interesgarri gehiago ditu. Egin klik fitxan Sare eta hor ikusiko dugu gutxi gorabehera irudian agertzen dena.
НModu bakoitzerako sarbide-puntuaren izena eta pasahitza konfiguratzea - WiFi geltokia eta WiFi sarbide-puntua. Dena argi dagoela dirudi. Baita botoiaren helburua ere "Eskaneatu WiFi" nahiko gardena.
А hona hemen goitibeherako zerrenda "ShIoTiny modua" argitzea eskatzen du. Kontua da ezin nuela inolaz ere erabaki zein modu erosoagoa litzatekeen lan egiteko. Eta horregatik gailuaren 5 funtzionamendu modu eman zituen.

ПZerrenda ditzagun laburki funtzionamendu-modu hauek.

Konfigurazio modua — konfigurazio modua. Hau sarbide puntu irekiko modua da, 192.168.4.1 helbide finkoa eta esp_8266_xxxx izena duena.

Geltoki modua — zure sargunera konektatuta dagoen WiFi geltoki baten modua.

AP modua — sarbide puntu itxi modua. Zuk zeuk ezarri duzu izena eta pasahitza.

AP+Estazio modua - AP modua + Geltoki modua aldi berean aktibatzea da.

Bakar modua — lan egin sareko konexiorik gabe. Kontrolatzaile bakarti bat bere zati astuna daramana...

В edozein modutan izan ezik "Konfigurazio modua", WEB orri bat blokeatu dezakezu laukia markatuz "Blokeatu web geltokian". Hau segurtasun arrazoiengatik da.

НMQTT ezarpenak agerikoak dira: zerbitzaria, ataka, pasahitza, konexio irekia edo arabera SSL. Ez naiz hemen xehetasunetan sartuko.

КBesteak beste, ShIoTiny kontrolagailuak formatu berezi bateko paketeak bidali eta jaso ditzake multicast bidez. Bere ezarpenak ere agerikoak dira: taldearen helbidea eta ataka.
Jakina, ezarpenen ñabardura guztiak deskribatzen badituzu, aparteko artikulu bat jasoko duzu, baina hau ez da nire planen parte.

Иbai, fitxa batekin Sare dena gutxi-asko argi dago. Goazen kontrolagailuaren ezaugarri nagusira: programaren zirkuitu editorea ElDraw.

Тfitxa sakatuz ElDraw, honelako zerbait ikusiko dugu. Noski, gailuak zirkuitu kargaturik ez badu, zirkuitu eremua hutsik egongo da.

Сezkerra - elementuen edo nodoen (nodoen) paleta.
Сeskubideak - eskema eremua edo "eskema" besterik gabe.
СGoiko aldean diskoan eta gailuan kargatu eta deskargatzeko botoiak daude, baita editatzeko botoiak ere.

ДEditoreekin lan egin dutenentzat, oro har, agerikoa da kudeaketa. Diagramari elementu bat gehitu behar diozu - hartu saguarekin eta arrastatu paletatik diagramara. Elementu edo konexio bat diagramatik kendu behar baduzu, egin klik gainean edo saguarekin eta sakatu tekla THE. Elementuak konektatu behar ditugu: elementu baten sarrera hartzen dugu eta beste baten irteerara konektatzen dugu.

ЕEskalatzea ere badago (SHIFT+saguaren gurpila). Zoritxarrez, ezin da elementuak eta elementu-taldeak kopiatu. Baina honek ez nau asko kezkatzen.

КGainera, logika arrazoiengatik, nodo baten sarrera beste nodo baten irteera batera soilik konekta daiteke. Baina nodo baten irteera beste nodo batzuen sarrerarekin da. Sarrerak nodoen ezkerrean daude beti. Irteerak beti eskuinaldean daude.

КZer gaitasun ditugu algoritmoak ezartzeko?
ВAukerak nahiko zabalak dira. Paletak kontrolagailuaren hardware guztia adierazten duten nodoak ditu ShIoTiny: sarrerak, erreleak, ADC, DHT11/22.

ДDatuak prozesatzeko nodo logiko eta aritmetikoak daude.

ЧGailuarekin Internet bidez lan egin ahal izateko, MQTT broker-ean parametroak harpidetzeko eta argitaratzeko nodoak daude.

ЕHainbat ShIoTiny kontrolagailu elkarren artean informazioa trukatzea nahi badugu, parametroak bidaltzeko eta jasotzeko nodoak erabil ditzakegu UDP multicast protokoloa erabiliz.

КHorrez gain, tenporizadore-nodoak daude; gertaerak prozesatzeko kontrol-nodoak.

ПAdibide batzuk emango dizkizut. Adibidez, tenperatura eta hezetasunaren datuak 30 minuturo MQTT zerbitzari batean argitaratzea nahi duzu? Ezin da ezer sinpleagoa izan. Marraz dezagun horrela.

Жmeme botoia "Kargatu". Denak!
ЕSareak fitxan MQTT bitartekariarekin konexioa behar bezala konfiguratu baduzu, hori da dena!
Кordu erdiro, tenperatura brokeran argitaratuko da /T gaiaren azpian, eta hezetasuna - /H gaiaren azpian. Edo, zure gai-izenak ezartzen badituzu, haien azpian.
ЗAgeriko galdera hau da: zergatik da 18000 30 minutu? Denbora guztiak segundo hamarrenetan neurtzen direlako.

ТOrain eskema honi gehitu nahi al diozu Relay1 errelea Internet bidez pizteko aukera, eta baita denbora jakin batean ere? Arazorik ez. Osa dezagun marrazkia honela.

ОBost egin klik "Kargatu" botoian. Denak! Orain, ordu erdiro, tenperatura eta hezetasuna MQTT brokerrean argitaratuko direnez gain, Relay1 erreleboa piztu ahal izango da. Bai, ez bakarrik piztu, baizik eta zehazki 10 minutuz. Erreleboa gaitu dezakezu /r1cmd gaia argitaratuz, 1ean ezarrita. Eta errelearen egoera erreala /r1status gaian argitaratuko da.

ВErreleboa pizteaz gain itzali ere nahi duzu aurreikusi baino lehen? Bai, esaten duzuna. Beheko irudiak hau nola egin erakusten du!

ПGarbi al dago printzipioa? Algoritmoa marraztu besterik ez duzu zure saguarekin! Eta idatzi ezarpen batzuk: ordua, gaiaren izena eta kitto. Hau kode mordo bat idaztea baino askoz argiagoa da.

КBide batez, kolore ezberdinetako konexioak nabarmentzea ez da "Photoshop" - editorearen funtzioetako bat da. Konexioak nahi bezala margotu ditzakezu nahastu ez daitezen.

Нai eta hori ez da guztia! Algoritmoa arazteko, "Monitorizatu hasiera" botoia dago. Bitxia bada ere, "monitorea" modua pizten du. Modu honetan, nodo guztien irteera guztien egoera aldian-aldian irakurtzen da kontrolagailutik ShIoTiny eta diagraman agertzen da. Gutxi gorabehera, beheko irudian bezala.

ТHau da, “ia denbora errealean” ikus dezakegu zer daukagun nodo bakoitzaren sarreran eta irteeran. Asko laguntzen du zerbait argi ez dagoenean.

ЕDeskribatu nahiko nituzke "trikimailu eta ezaugarri" gehiago daude, baina nire kontzientziak ez dizu artikulu batean denbora galtzen utziko. Inplementatutako ideia nagusia argi dago jada: gutxieneko parametro pertsonalizagarriak - argitasun handiena.

Pomada hegan

КNoski, ukenduan eulirik ez egotea nahi dut, baina mundua ez da ideala. Nire editorea eta nire kontrolagailua ez dira perfektuak. Oraindik ezabatu ezin izan ditudan bi ezaugarri nagusi aurkitu ditut.

ВLehenik eta behin, akatsak agertzen dira batzuetan elementuak taldeka mugitzean. Baina horrek ez du lana asko oztopatzen. "Ezaugarri" bat "akats" bat baino.

И, bigarrenik, baldintza jakin batzuetan, zirkuitua gailuan kargatu ondoren "Kargatu" botoia erabiliz, berrabiarazi egiten da. Horrek ez du bizitza oztopatzen, baina editorearen orria eguneratu egin behar da.

Ondorioa

НEspero dut programak idatzi beharrean algoritmoak marrazteko ideia gustatzea. Horrela ausazko pentsamenduek, ideiek eta gatazkak garapen guztiz bideragarriak sortzen dituzte batzuetan.

НOh, nire ustez, artikuluaren bolumenak arrazoizko muga guztiak gainditu ditu. Beraz, gaur amaituko dut.
ПEsan iezadazu oporretarako aste batzuk besterik ez direla falta eta nahiko prest nagoela mahaian kontrolagailua arazketatik "eremuan" arazketara pasatzeko.
ЕNorbaiti nire ideiak edo garapenaren xehetasunak interesatzen bazaizkio, idatzi iezadazu: [posta elektroniko bidez babestua]

ВBeti poztuko naiz iruzkinak eta kritikak jasotzeaz, garrantzitsua bada, noski.

Жongi etorri zure iritziak, iruzkinak eta iradokizunak.