1. Pomysł
Około rok temu, podczas tworzenia ogrodu instalowałem również system automatycznego podlewania, teraz, gdy już prawie w połowie ukończyłem układanie rur, montowanie armatek itp. Przyszła pora na jakieś automatyczne sterowanie tym wszystkim. Z początku myślałem, by kupić gotowy sterownik, lecz gdy zobaczyłem ceny (rzędu 800zł), stwierdziłem, że wykonam takowy samodzielnie. Dość dużymi utrudnieniami (w przypadku kupna gotowego rozwiązania) były stawiane przezemnie wymagania wobec urządzenia (ale o tym za chwilę).
2. Wymagania
Oczywiście przed przystąpieniem do pracy postawiłem pewne wymagania, które muszą być spełnione, oraz takie które zrealizuję w przyszłości
- obsługa 16 sekcji podlewania, każda sterowana niezależnie (sprzętowo zrealizowane, kwestia dopisania paru linijek programu)
- podział sterownika na 3 moduły – moduł sterowniczy, z LCD, tam następuje całe sterowanie; moduł odbiorczy, on odbiera polecenia od modułu sterującego, oraz załącza przekaźniki; moduł wykonawczy, znajdują się tam prawie tylko przekaźniki, które podłączone będą z elektrozaworami
- bezprzewodowa transmisja pomiędzy modułem sterującym, a odbiorczym
- ustalanie odpowiedniego trybu pracy, tj. praca ręczna, automatyczna, stan wstrzymania, wykrycie deszczu
- obsługa czujnika deszczu
- obsługa czujnika temperatury
- łatwość zwiększenia ilości obsługiwanych stref (max. 16)
3. Sprzęt, realizacja
W obydwu modułach zastosowałem mikroprocesor Atmel’a, dokładniej Atmega32, z zewnętrzny rezonatorem kwarcowym 16Mhz. Dodatkowo na płycie sterownika znajduje się:
- Zegar czasu rzeczywistego – PCF8583 – wykorzystywana (jak na razie) jest tylko godzina
- Moduł nadawczy Telecontrolli – nadaje odpowiednie polecenia do modułu odbiorczego
- Szereg złącz, między innymi: złącze ISP, na LCD, do przycisków, szyna czujnika deszczu, włącznika oraz gniazdo zasilania
- Goldpiny z wyjściem/wejściem na diody LED, buzzer, niektóre przyciski
O rezystorach i innych drobnostkach nie będę już pisał.
Jeżeli chodzi o odbiornik, to sytuacja wygląda podobnie, z tą różnicą, że znajdują się tam dwa układy ULN2803, którymi steruje procesor, na podstawie odebranych danych. Układy te zastosowałem, z tego względu, iż przekaźniki pobierają 80mA prądu, co na jeden pin procesora jest znacznie za dużo. Na płytce tej znajdują się również 3 gniazda RJ45 służące do podłączenia modułów wykonawczych (płytka przekaźników). Oczywiście znajduje się również gniazdo ISP, oraz wyjście na osobną płytkę (tak to już czwarta…), na której znajduje się wyświetlacz LCD, 4 przyciski i piny od RS232. Dlaczego zastosowałem osobną płytkę do tego? Dlatego, że moduł odbiorczy, wraz z modułem wykonawczym będzie zamknięty w szczelnej obudowie i rzadko kiedy będzie to otwierane (tylko w przypadku awarii itp.), wtedy też podłączona będzie ta płytka.
Komunikacja bezprzewodowa
Bardzo chciałem, by sterownik znajdował się w garażu, a nie daleko w ogrodzie, równocześnie nie chciałem kłaść żadnych kabli. Z pomocą przyszła para modułów firmy Telecontrolli, które wysyłają/obierają dane z/do procesora poprzez RS232.
4. Komunikacja z użytkownikiem
Funkcję komunikacji z użytkownikiem sterownika pełni wyświetlacz LCD oparty na sterowniku HD44780 4x20 znaków, 5 diód LED, 1 buzzer (na razie nie wykorzystywany), oraz 4 wielofunkcyjne przyciski. Dodatkowo znajdują się również 3 przełączniki i jeszcze jeden przycisk.
a) 4 przyciski – służą głównie do poruszania się po menu sterownika
1. Wejście do menu/zatwierdzanie danych
2. Zwiększanie numeru sekcji/poruszanie się po menu w górę/ustawianie godzin
3. Analogicznie do przycisku nr. 3 - Zmniejszanie numeru sekcji/poruszanie się po menu w doł/ustawianie minut
4. Cofanie się w menu/wychodzenie z menu/dodatkowo podczas normalnej pracy przyciśnięcie przycisku nr. 4 powoduje wejście do trybu podglądu ustawień poszczególnych stref, pokazywany jest tam czas STARTU, KOŃCA, CZAS TRWANIA – obliczane
b) 3 przełączniki
1. Główny włącznik zasilania (fizyczne odcięcie zasilania)
2. Przełącznik trybu pracy – praca automatyczna oraz ręczna. Po jego przełączeniu sterownik automatycznie przechodzi do poziomu menu odpowiadającego za ręczne sterowanie poszczególnymi sekcjami podlewania
3. Przełącznik włączenia trybu wstrzymania pracy całego sterownika – przydatne gdy nagle trzeba wstrzymać podlewanie itp.
c) dodatkowy przycisk – jest to przycisk który należy przycisnąć przed fizycznym wyłączeniem układu. Dlaczego? Ponieważ sterownik musi wysłać sygnał do modułu odbiorczego, że będzie on lada chwila wyłączony. Po wysłaniu tego sygnału zapala się dopiero zielona dioda sygnalizująca o możliwości wyłączenia sterownika.
Diody LED:
W obudowie zamontowane są również diody LED, sygnalizujące różne rzeczy, których nie ma na LCD, tj.
a) Dioda praca – sygnalizuje ona podlewanie – obojętnie jakiej strefy
b) Wstrzymanie podlewania ręczne – sygnalizuję włączony stan wstrzymania podlewania, który aktywuje użytkownik poprzez jeden z przełączników, ta dioda sygnalizuje poprzez mruganie
c) Wykrycie padającego deszczu/dużej wilgotności – Dioda zapala się, gdy czujnik deszczu będzie sygnalizował (zwarcie obwodu/podanie stanu niskiego) jego padanie, bądź utrzymywanie się dużej wilgotności
d) Wstrzymanie podlewania z powodu wykrycia deszczu – zapala się wtedy, gdy następuje wstrzymanie podlewania z powodu wykrycia deszczy, a wstrzymanie takiego nastąpi po spełnieniu dwóch warunków – padanie deszczu oraz ustawienie w menu opcji „w przypadku wykrycia deszczu wstrzymaj podlewanie”
e) Ostatnią diodą jest dioda sygnalizująca zezwolenie na wyłączenie zasilania sterownika. Gdy zostanie naciśnięty przycisk „chęci wyłączenia sterownika” dioda zaczyna mrugać (wysyłany jest wtedy sygnał do odbiornika), po pewnym czasie świeci światłem ciągłym – wtedy można wyłączyć sterownik
5. Schematy
a) Nadajnik (poprawiona wersja - poprawione błędy, które wyszły w trakcie używania)
b) Moduł wykonawczy - przekaźniki
W przypadku pytań odnośnie schematów proszę pisać
6. Program
Program zarówno na sterownik (nadajnik), jaki i odbiornik napisałem w Bascom’ie. Moduły komunikują się poprzez RS232, jest to komunikacja jednostronna STEROWNIK ODBIORNIK.
Wszystkie ustawienia wybiera się z wielopoziomowego menu, które przedstawia się tak:
7. Praca
Na dzień dzisiejszy, wszystko sprawuje się dość dobrze. Zasięg jaki muszę osiągnąć to ok. 40m, udało mi się uzyskać ok. 250m (dalej nie szedłem), za anteny robiły 2 kawałki kabla o długości ~15cm.
8. Obudowa
Obudowę posiada tylko sterownik, wygląda to tak, że wszystkie płytki przykręcone są do panelu przedniego. Jest to o tyle fajne rozwiązanie, że podczas wyjmowania sterownika wyjmuje się od razu całość. Panel ten będzie umieszczony w skrzynce podtynkowej, tak że przednia ściana będzie na równo z kafelkami w budynku. Jeżeli chodzi o moduł odbiorczy oraz wykonawczy to tylko przykręcę je do jakiejś deski, by się trzymały i zamknę w szczelnej skrzynce.
9. Dalsze prace
Teraz muszę jeszcze to wszystko umieścić w skrzynce, podłączyć do elektrozaworów, oraz dokończyć tworzenie sieci elektrozaworów, lecz to dopiero za miesiąc.. Co do dalszych planów rozwoju (a rozwój na pewno będzie) planuję:
- dwustronną komunikację między modułami, możliwa zamiana na BT-222
- pełną obsługę z komputera, Internetu
10. Praca z komputerem
To jest dopiero początek tworzenia pomysłu...
Obecnie stworzyłem program na Windows, w którym jak na razie możliwe jest tylko monitorowanie pracy sterownika. Tak jak jest to ukazane na krótkim filmie.
11. Film prezentujący pracę oraz obsługę sterownika
Przepraszam za kiepski montaż, lecz się spieszyłem - jakby coś było nie jasne, to proszę pytać.
W 4 lini LCD nadajnika(sterownika) będą w przyszłości wyświetlane numery włączonych stref (teraz wyświetlana jest już nieistotna rzecz):
Słaba jakość filmu spowodowana jest dość znaczą kompresją, ponieważ prędkość mojego uploadu jest rażąco niska...
12. Zdjęcia
a) Sterownik
b) Odbiornik, wraz z modułem wykonawczym (przekaźniki) oraz płytką z wyświetlaczem i przyciskami
13. Uwagi końcowe
Co do wsadu/programu - udostępnię, gdy napiszę nową wersję softu, ponieważ dostrzegam drobne błędy..
Co do schematów - nadajnik już jest, reszta w ciągu najblizszych dni
Na razie sterownik jest "polutowany" na 8 kanałów, żadnym problemem jest dołożenie kolejnej karty przekaźników (co widać po wolnych gniazdach).
W przypadku pytań, chętnie odpowiem.
Pragnę również podziękować niektórym osobą na tym forum za udzieloną mi pomoc - wasze wypowiedzi nie idą na marne. Zwłaszcza koledze "mirekk36"
Pozdrawiam, czekam na komentarze i oceny
Zapraszam również na mojego bloga poświęconemu DIY - http://diy-elektronika.pl/
PS. Mam nadzieję, że jeszcze się załapałem na konkurs DIY Czerwiec
Fajne? Ranking DIY
układ jest tylko wykonawczy, interfejs to 2 guziki i 6 diod 
