Комнатная метеостанция с сетевым интерфейсом на Tibbo Project System

    Метеостанция
    В данной публикации речь пойдет о разработке комнатной метеостанции на основе аппаратной платформы Tibbo Project System. Гибкость, широкие возможности масштабирования, свободное программирование позволяют использовать приведенное решение как в «домашней автоматике», так и для создания профессиональных систем автоматизации на рынке HVAC (системы приточной вентиляции, кондиционирования, управление климатом и т.п.). В статье показана работа с климатическими датчиками, реле, подключение к программной платформе AggreGate, визуализация параметров на дисплее. Вы увидите, как легко создаются собственные устройства автоматизации используя технологии Tibbo Technology.

    Домашние метеостанции оповещают пользователя о микроклимате внутри помещения. Как правило, на дисплей устройства выводится информация о текущих параметрах температуры, влажности, давления. Часто к станции подключаются «уличные» датчики или информация о погоде загружается из интернета. Метеостанции могут являться самостоятельным прибором «оповещения» или входить в состав более сложных систем управления климатом, когда на основе показаний датчиков выполняются управляющие воздействия по заданным сценариям.

    Требования


    При использовании технологии Tibbo Project System можно создавать мощные системы управления климатом. Но здесь мы покажем реализацию небольшого проекта домашней метеостанции, который можно взять за основу в разработке полноценной системы автоматизации.

    Как и в любом проекте, вначале требуется определить функционал будущего устройства. Получилось следующее:
    1. Измерение температуры окружающего воздуха в градусах Цельсия С.
    2. Измерение относительной влажности воздуха в %.
    3. Измерение атмосферного давления в мм.рт.ст. или кPa.
    4. Отображение всех вышеперечисленных параметров на дисплее.
    5. Отображение даты и времени.
    6. Наличие веб-интерфейса.
    7. Связь по Wi-Fi и Ethernet.
    8. Наличие реле для будущего управления исполнительными устройствами.

    Но на этот раз мы подошли к выбору требований более практично и не ограничились перечисленными функциями. Было решено создать базовый шаблон с открытым исходным кодом, который будет содержать основы для любого последующего проекта (нашего или наших клиентов). И уже на этом шаблоне реализовывать основной функционал устройства. Таким образом, появились новые требования:
    1. Часы реального времени.
    2. Протокол синхронизации времени SNTP.
    3. Автоматическое получение сетевых параметров по протоколу DHCP.
    4. Настраиваемое пользовательское меню с навигацией (на дисплее).
    5. Настраиваемый веб-интерфейс.
    6. Синхронизация с программной платформой AggreGate.
    7. Возможность настраивать устройство сетевыми командами.


    Аппаратная часть.


    За основу выбрана плата TPP2. Как вы помните из предыдущих статей, плата имеет встроенный микроконтроллер, память, сетевой интерфейс и др. Прошивка загружается прямо через сеть. Для общения с внешней средой, на плату необходимо установить модули ввода/вывода — тиббиты.

    TPP2 питается от 5В. Чтобы работать со стандартным блоком питания 12В, на плату устанавливаем преобразователь питания (тиббит№9) и разъем (тиббит №18). Также можно выбрать преобразователь с 24/48В на 5В (тиббит №25).

    В качестве датчиков температуры и влажности используем модуль №30, а для измерения атмосферного давления тиббит №35. Непосредственно датчики выполнены на микросхемах и интегрированы в «коннектор». Для их связи с контроллером используются тиббиты №003. При необходимости, можно подключать внешние датчики, заменив соответствующие модули.

    Предусмотрев будущее управление исполнительными механизмами, мы также установили на плату 2 реле (выполненных в виде тиббита №032). В специальный разъем устанавливается модуль GA1000 (Wi-Fi модем), к которому подключается внешняя антенна. Осталось установить корпус с дисплеем и аппаратная сборка готова.

    Фото





    КОД


    Не учитывая функций из шаблона, прошивка предельно простая: опрос значений датчиков, и их вывод на дисплей (синхронизация с AggreGate происходит автоматически по имени переменных). Также, мы предусмотрели срабатывание реле (например, для запуска системы приточной вентиляции, кондиционера или обогревателя), при пересечении пороговых (максимальных и минимальных) значений температуры. Пороговые значения могут задаваться вне зависимости от времени суток и с привязкой к сценарию день/ночь (начало дня или ночи задаются в настройках).

    Функционал шаблона проекта выполнен в виде хорошо документированных библиотек с вызовом API функций и несложной настройкой. Например, чтобы добавить дополнительный пункт графического меню, достаточно добавить запись в текстовый файл с названием пункта и типом вводимых данных.

    Исходные коды открыты и мы вышлем их вам по запросу.

    AggreGate, Веб-интерфейс


    Веб интерфейс TPS
    Для удаленного мониторинга и управления, в шаблонной части программы реализован код, который позволяет настраивать параметры с помощью веб-интерфейса, напечатав имя устройства или его IP адрес в браузере. Причем, не обязательно иметь под рукой компьютер — веб-интерфейсом вы можете пользоваться и со сматрфона.

    Кроме того, в шаблонной части реализован AggreGate Agent, который позволяет использовать профессиональную программную платформу AggreGate Scada/HMI. Данное решение предлагает не только настраивать параметры и производить мониторинг устройства, но и организовывать сценарии работы с другими приборами, хранить архив значений датчиков, накапливать статистику, реагировать на тревоги, производить оповещения о внештатных ситуациях и реализовывать другие модели поведения системы. Лицензия AggreGate Scada/HMI до 3-х устройств распространяется бесплатно.

    Видео



    Акция


    Стартует новогодняя акция. Если вы свяжетесь с нашими сотрудниками и назовете ключевое слово «Хабр», вы получите скидку в 13% на любое оборудование компании Tibbo Technology Inc.

    Ссылки:
    Страничка комнатной метеостанции на нашем сайте
    Контроль доступа на TPS.
    Учет рабочего времени на TPS.
    Обзор Tibbo Project System.

    СканКод

    29,43

    Компания

    Поделиться публикацией
    Комментарии 3
      +1
      Подскажите, а как вообще пользоваться сайтом и конфигуратором?
      Не мешало бы указать стоимость собранного вами комплекта.
      В поисках за этими данными, прошёл по ссылке в посте на систему, нашёл там конфигуратор — в конфигураторе отсутствует возможность узнать стоимость. Ок, можно сохранить проект, наверняка его можно потом открыть на сайте.
      Оказывается, сохранить можно только зарегистрировавшись, ладно, не вопрос, регистрируемся тут же, на сайте (отыскав маленькую иконку человечка справа вверху). Оказывается это разные ресурсы и данные логина не подходят к конфигуратору — ладно, идём на tibbo.com и регистрируемся там — вроде всё ок, вошло в конфигугуратор, сохраняем проект, идём на сайт… Ну и где этот проект?

      Итогом служат два вопроса:
      Как этим пользоваться и зачем всё так сложно?
        –1
        Пройдя по ссылке поста "Страничка комнатной метеостанции на нашем сайте" вы попадаете на раздел сайта собранного устройства. Там есть три вкладки: описание, модели, цены. Стоимость указана за собранную TPS в «нашем» виде.

        Конфигуратор не предназначен для калькуляции цен, его функция — помочь в конфигурировании собственной сборки аппаратной части. Цены на комплектующие указаны в соответствующих разделах сайта.

        В первом приближении, разработка устройства на TPS выглядит так:
        1. В онлайн конфигураторе создается проект в соответствии с требованиями. В конфигураторе выбирается тип платы, необходимые модули ввода/вывода, коннекторы, опции (типа включить Wi-Fi, добавить набор для Din-рейки и т.д.). Конфигуратор автоматически проверяет сборку на наличие ошибок (нехватка тока, модуль ввода/вывода установлен на «неправильный» сокет и т.д.).
        2. Когда ошибки устранены и выбраны опции, на третьей вкладке конфигуратора появляется текстовое описание проекта. Заходим в соответствующий раздел сайта, где смотрим цены комплектующих (из описания проекта конф-ра): платы, модули ввода/вывода, корпуса, аксессуары.
        3. Если цена устраивает — происходит заказ. Если не устраивает, звоните нам, будем думать как можно ее сократить.
        4. После получения устройства (вы можете получить его уже в собранном виде, или комплектующие), для него пишется прошивка или запрашивается у нас одна из стандартных.

        Идея автоматической калькуляции цены из проекта в конфигураторе правильна и думаю в ближайшее время будет реализована.
        +1
        Tibbit #00-3 (M1S): Two direct I/O lines, +5V power, ground. $4
        Tibbit #03-1 (M1S): Two low-power relays (configuration 1). $11.5
        Tibbit #09 (M1S): Low-power 5V supply, 12V input. $6
        Tibbit #18 (C1): Power input. $2
        Tibbit #30 (C1): Ambient humidity and temperature sensor. $25
        Tibbit #35 (C1): Barometric pressure sensor. $7.5
        TPB2L-KIT: Unassembled parts for TPB2L. $93
        GA1000: Wi-Fi дополнительный модуль. $34
        Внешняя антена для GA1000. $6
        Кабель антены для GA1000. $9
        ИТОГО: $198.00
        Небюджетно, совсем. Для рабочих проектов нормально, если надо что-то быстро сделать, для дома дороговато.

        Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

        Самое читаемое