19dx.ru — R0WBH
Личный блог Гладышева Дмитрия
Подключение Arduino к отечественному проекту Народного мониторинга
Хочу рассказать ещё об одном сервисе для удалённого мониторинга температуры, преимущественно за окном. На этот раз проект отечественный, что не может не радовать.
Последнее обновление: 16 июля 2014 (v1.3)
Исправлена ошибка с дробными показаниями температуры
6 октября 2013 (v1.2)
При наличии нескольких термодатчиков данные передаются на сервер одновременно со всех, а не по очереди, как было раньше.
25 февраля 2013 (v1.1)
Исправлена ошибка с округлением отрицательной температуры до десятых долей градуса.
Немного о проекте
Сервис располагается по адресу http://narodmon.ru
Проект начался с обсуждения темы «Народный мониторинг температуры (vs прогноз) в различных городах. Нужен ли?» на Хабрахабре. На тот момент целью проекта являлось лишь информирование пользователей в Интернет о реальной погоде в данный момент времени в определенном месте, где есть участники данного проекта. C дальнейшим ростом аудитории разработчиков электронных устройств для работы с данным проектом, а также пополнением базы пользователей, возникла необходимость расширить рамки проекта с целью передачи сбора показаний с датчиков различного типа с более универсальным протоколом с крайне низкими требованиями к каналу передачи данных вплоть до GPRS/EDGE/3G/UMTS.
Собираем устройство
Нам понадобятся следующие компоненты:
- Микроконтроллер Arduino или Freeduino (с ATmega328);
- Ethernet-shield;
- Цифровой термодатчик DS18B20;
- Резистор 4.7 кОм;
Все компоненты соединяются между собой также как и в предыдущей статье: Arduino: цифровой термометр с web-мониторингом. Немного повторюсь:
Термодатчик подключается по шине 1-wire по схеме с паразитным питанием. При этом, можно использовать несколько таких датчиков (все они соединяются параллельно двумя проводами) и считывать с каждого отдельную температуру. Подключать можно к любому цифровому входу микроконтроллера, кроме 10, 11, 12 и 13, которые используются для нужд Ethernet Shield.
Прошивка
Теперь заливаем в Arduino следующий скетч:
Обратите внимание на следующие строки:
Здесь необходимо будет придумать MAC-адрес для Arduino (рекомендую взять для этого MAC-адрес вашего компьютера), указать номер входа, к которому подключен термодатчик, а также частоту обновления информации. По MAC-адресу устройство будет идентифицироваться в проекте, поэтому он должен быть уникальным.
Теперь регистрация на сайте
Заходим на сайт, жмём кнопочку «Вход», затем «Я тут впервые». Вводим свой E-Mail и ждём пока на почту свалится письмо с паролем.
Входим в систему.
Теперь нажимаем кнопку «Мои датчики», затем «Добавить». Вводим MAC-адрес, который указан в прошивке. Теперь система должна отобразить подключенные термодатчики и температуру на них. Можно указать местоположение термометра на карте и дать подписи датчикам.
Щёлкнув по пузырьку с температурой на карте, можно просмотреть дополнительную информацию:
Также можно просмотреть график изменения параметра:
и отчёт о переданных числовых данных:
Работа проверялась с Arduino IDE v1.0.1
Arduino и Rasperry
Arduino и Rasperry
Вариант работы с народным мониторингом
Передавать данные на сайт народного мониторинга не просто, а очень просто и совсем не дорого, в итоге у меня вышло 11-12$, предлагаю свой вариант подключения к данному сервису с минимальными финансовыми затратами. Для построения данной системы нам понадобятся:
1.Собственно Arduino pro mini(4.5-4.8$) подойдет и Arduino Uno, но конечный вариант будет дороже
3.Цифровой датчик температуры DS18B20(1.5-2.0$)
4. Блок питания с выходом на 5 вольт для питания arduino и датчика температуры, а также 3.3 вольта для питания ENC28J60
5.Кабель для заливки скетча в arduino
Все вышеперечисленное хозяйство легко покупается у наших друзей из поднебесной и общие затраты вряд ли превысят 500 рублей.
Соединяем все это дело:
1.Подключаем ENC28J60 к Arduino
2. Подключаем датчик температуры линией данных на 9 pin 3. Заводим питание на все компоненты Скетч берем здесь там же подробно расписана его работа и регистрация на сайте народного мо ниторинга
Библиотеку для ENC28J60 здесь
Библиотека для DS18B20 здесь
В скетч вносим следующие изменения:
строку 8 #include rnet.h> запишем так #include ,
а строку 15 OneWire ds(2); так OneWire ds(9); соответственно
датчик температуры включаем на 9 pin. Заливаем скетч, подключаем кабель к роутеру и наконец подключаем питание
Развел все на печатке, взял зарядку от мобильника на 5v, добавил на плату стабилизатор AS1117 3.3 с какой-то ненужной платы на 3,3v, Все можно упаковывать в коробочку.
Как и обещал выкладываю файлы печатной платы
1. В формате Sprint-Layout 5.0 тут
Обращаю внимание стабилизатор припаивается с задней стороны, там-же есть место для подтягивающего smd резистора, два электролита 25mf указаны в даташите на стабилизатор по этому и впаял. Контакты разведены под винтовые клемники(в наличии в тот момент небыло поэтому впаял просто штырьки). Имеется 1 проволочная перемычка. Питание беру 5 Вольт от зарядки мобильника.
Вариант работы с народным мониторингом : 15 комментариев
Отлично сделано. Я тоже размещаю данные на народном мониторинге как и ты, мы соседи с тобой(датчик на шоссе Космонавтов).
На сколько ты хорошо разбираешься в микроконтроллерах и протоколах? Если хорошо, я хотел бы у тебя проконсультироваться.
Спасибо!
Нескажу что особо, так как занимаюсь этим больше для хобби, хотя есть еще несколько проектиков которые опубликую.
А этот блог, так набольшое приложение к отладочной площадке для своих систем мониторинга.
Всегда готов к диалогу, если знаю помогу.
Можно разводку платы под этот проект получить?
ОК! Вечером выложу.
Здравствуйте, сделал себе такой же точно термометр но проблема в том что значения на сайт отправляются только часа 3 максимум, а потом все, пока не выключишь и опять не включишь. Подскажите что можно сделать, я в программировании полный чайник, можно ли как нибудь сделать чтоб ардуино периодически перезагружалась сама?
Вернее всего у вас проблемы с питанием, поначалу у меня тоже зависало, но после смены блока питания проблемы ушли. А так можно перезагружать arduino при достижении определенного значения millis()
Спасибо за ответ, по питанию уже сменил, не помогло все равно виснет.
А что добавить в скетч чтоб перезагружать ардуино если несложно подскажите, и в какое место вставить в скетче эти записи
Заменил ардуино, ивсе отлично заработало, вот бы никогда не подумал
У меня при компиляции размер hexа получается 32000 против 22000 на обычной библе и соответственно не лезет в про мини. У Вас так же было?
нет в про мини нормально влезло, объем больше потому что 28j60 требует библиотеку побольше в объеме, точные цифры позже посмотрю
А в про мини шили хексом или через ардуиновскую прогу. Я думаю без загрузчика про мини должна влезть, если хексом через программатор залить, но будет ли работать?
попробуйте удалить из скетча отладочные ссылки на serial порт объем существенно уменьшится, чуть ужатый скетч который у меня и работает размер 28386 отправил вам на почту
Подобный скетч у меня имеется. Без датчика влажности и давления. Пожалуй я попробую в про мини залить загрузчик от уно тогда скетч в 32кБ со всеми датчиками должен влезть в камень.
Домашняя метеостанция на Arduino и отправка данных на «Народный мониторинг»
Автор: Kitsum, 27 сентября 2015 в Arduino
Рекомендованные сообщения
Присоединяйтесь к обсуждению
Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Похожие публикации
Всем привет, в этой статье поговорим об уже надоевшей всем теме — «Метеостанция». Каждый пытается сделать что-то свое, вот и я не стал исключением и попытался материализовать свои эротические фантазии на контроллере ESP8266. Тема задумывалась уже давно как некое обновление для предыдущего проекта этой тематики, но из-за своей неспешности переросла в нечто самостоятельное.
При всей привлекательности микроконтроллера ESP8266 с его большим объемом памяти, железной поддержкой Wi-Fi и массой разных плюшек, он не лишен недостатков. Самый основной — ограниченное количество поддерживаемых одновременных TCP соединений равное 5. Если превысить этот лимит, то контроллер потеряет связь с окружающим миром, при этом watchdog будет думать, что все в порядке, а следовательно, даже не попытается нам помочь. Будем стараться это помнить!
Стоит начать с концепции
Доступ к данным метеостанции нужно получать без установки внешних приложений и под любой операционной системой. Для этих целей подойдет практически любой современный браузер. Меня всем устраивает Chrome. Раз уж за основу взят HTTP протокол, стоит озаботиться экономией трафика и ограничением числа TCP соединений. Хорошим тоном будет передача всего необходимого для формирования страницы контента только при первом обращении, а все последующие операции, такие как отображение показаний с датчиков или настройку контроллера, производить через API. В этом нам поможет JQuery. А вот, чтобы ослабить болевые ощущения от передачи файлов с SPI Flash в браузер, стоит предусмотреть систему кэширования, например, Etag. Это позволит отдавать тяжелый контент единожды, а при последующих загрузках страницы просто подтверждать его актуальность на уровне Web сервера микроконтроллера и кэш браузера вступит в игру, неимоверно уменьшив время загрузки страницы! «Вы были правы в одном, Мастер: переговоры были недолгими.» © Звездные войны. Эпизод 1 Из-за того, что метеостанция с датчиками и контроллером должна располагаться на улице, жизненно необходимо предусмотреть возможность обновлять прошивку ESP через Web интерфейс. Аналогичным образом должны обновляться файлы Web сервера расположенные на SPI Flash. Этот и предыдущий пункт вкупе позволят обновлять функционал микроконтроллера из домашней сети или из интернета, если конечно в этом возникнет острая необходимость. Чтобы никто посторонний не могу вмешаться в работу устройства или изменить файлы Web сервера, последний должен хотя бы как-то себя защищать. Пускать в панель управления только после авторизации, блокировать доступ при попытках брутфорса пароля. В конце концов, контроллер обязан самостоятельно генерировать ключи (salt) для авторизации, дабы сделать алгоритм непредсказуемым и исключить потенциальный взлом, в случае если злодей завладеет исходниками проекта. Понятно, что кому она там нужна, эта метеостанция, если её не завязывать с умным домом, если только из-за спортивного интереса, но как говориться “Береженого Бог бережет”. Датчики стоит расположить по уму — в метеобудке, а вот контроллер в сухом и закрытом боксе. Объединить их между собой, как мне кажется, удобнее по I2C шине — минимум проводов, максимум удобства. Практически на всех вариантах плат ESP-xx имеется штатный светодиод, можно воспользоваться им как для индикации режимов и состояния микроконтроллера, так и для вывода какой-либо промежуточной информации. Что касаемо режимов работы ESP8266, как ни странно, но он должен находить домашнюю Wi-Fi сеть и подключаться к ней. Если вдруг звезды не были к нам благосклонны, и домашняя беспроводная сеть приказала долго жить, контроллер обязан перейти в режим точки доступа (AP) дабы к нему можно было подключиться с какого-либо устройства и перенастроить его на другую сеть. А вот пока последнее не произошло, ESP должен периодически сканировать эфир в поисках долгожданной домашней точки доступа и, если боги были к нам милосердны, и домашняя сеть появилась в эфире, незамедлительно переключиться в режим клиента (STA) и в пылу страсти воссоединиться с ней. Ну и естественно, как же без отправки данных на внешние ресурсы, сейчас без этого не обходится ни одна уважающая себя кофеварка, не говоря уже о метеостанции. Думаю, что основным блюдом станет протокол MQTT, это уже облегчает возможность интеграции с умным домом, стулом или той же кофеваркой. Ну а на закуску добавим поддержку «ThingSpeak» и «Народного мониторинга». При желании можно нарастить функционал, благо памяти у микроконтроллера еще много. Как я себе это представляю
Учтите, что на видео, данные с датчиков, эмитируются самим микроконтроллером, это нужно для наглядности. В жизни метеорологическая обстановка намного спокойнее слава Богу.
Перейдем к физической сборки устройства
Как по мне, так самый оптимальный вариант, это воспользоваться отладочной платой NodeMCU V3 и базой для неё. Таким образом, мы получим отличный комплект с разведенной на его борту всей необходимой обвязкой и возможностью питать устройство от 5 до 24 Вольт.
Отладочная плата на базе, и смотрится хорошо, и удобства хоть отбавляй.
Заливаем прошивку, образ SPI Flash и подключаем четырьмя проводами датчики. Справится даже ребенок.
Ссылки:
Базовая плата для NodeMCU V3 с преобразователем питания 5-24V в 5V Отладочная плата ESP8266 от NodeMCU Естественно никто не запрещает Вам развести свою плату. Если Вы это сделаете, скиньте нам свое творение, возможно мы перейдем на него. В идеале, все должно размещаться в метеобудке.
Датчики взятые за основу
Теперь настал момент озаботиться, где описанные выше ребята будут жить. В прошлый раз мы использовали для этих целей, найденную в подножном корме, электрическую распределительную коробку. Кроме дешевизны в этом решении нет ничего положительного.
В этот раз мы воспользуемся более серьезным вариантом – «Метеорологическая будка Стивенсона». Она способна защитить датчики от прямых воздействий окружающей среды, но при этом имеет открытую структуру со стенками в виде жалюзи. Удобно, красиво и самое главное – правильно!
Будка печатается на 3D принтере по эскизам опубликованным на Thingiverse неким kowomike, спасибо добрый человек! Архив с эскизами можно будет скачать в конце поста.
Фото готовой будки
Шпилька М8 крепится через зажимной хомут к мачте уличной антенны.
Примерка. Шпилька практически не укорачивалась, чтобы не закрывать будку параболической Wi-Fi антенной.
Хотя в моем случае все это сделано не правильно т.к это солнечная сторона дома. Доступа на теневую сторону дома у меня нет, поэтому приходиться довольствоваться тем, что имеем. По прошлой метеостанции мне говорили «на солнечной стороне все эти измерения — сферический конь в вакууме, слепи %описание-многА-букАв% и закрепи на теневой стороне дома».
Я пока живу в панельном многоквартирном доме, как и не малая часть нашей страны. Доступ к теневой стороне дома (а для меня, по факту, это окна в подъезде) — прямой вызов всем гопникам района трущимся рядом, любопытным соседям с бегающими глазками и всей элите человечества скрашивающей фоном мою унылую и слишком простую, по их мнению, жизнь. Думаю, что мысль я донес.
Датчики располагаются на разных уровнях. В основании находится датчик освещенности BH1750 и смотрит ровно вниз. Мне кажется, так он будет меньше пачкаться и покрываться пылью и при этом смотреть наружу сквозь минимальное количество препятствий для солнечного света. Вообще размещение этого датчика, это целая головная боль. Как не крути, все будет не то. Оставил так, ведь по сути важны не сами показания, а тенденция изменения. Хотя кого я пытаюсь обмануть, точность важна всегда! Предлагайте свои варианты.
Намного проще обстоят дела с датчиком атмосферного давления BMP180 и влажности SI7021, кстати, с последнего мы также будем забирать данные о температуре. Их размещаем в оставшемся свободном пространстве будки, благо его там с избытком, но не в конусе т.к пространство в нем менее проветриваемое.
Все хозяйство подключается между собой следующим образом
NodeMCU | ESP 07/12 | Датчики —————————— D2 | GPIO 4 | SDA D1 | GPIO 5 | SCL 3.3V | 3.3V | 3.3V GND | GND | GND ВАЖНО: при финальном монтаже устройства на его место службы, обязательно установите перемычку между пинами GPIO 0 (D3) и питанием 3.3 Вольта. Причины её установки описаны в закрепленном сообщении с описание обновления от 12.08.2017.
Сам микроконтроллер будет спрятан в уже знаменитую распределительную коробку, закрепленную на шпильке, чуть ниже будки Стивенсона. У меня все находится на стадии неторопливой сборки с попутным поиском более удачных идей.
Плата расширения, на которой будет установлена плата NodeMCU, закреплена через ножки для крепления компьютерных материнских плат в корпусах.
Разъемы для подключения внешних датчиков и питающей линии установил на местах где была пара штатных заглушек. Закрепил все через переходную пластину, выпиленную из куска фольгированного текстолита. Естественно, предварительно пластина была протравлена, а вся медь искоренена, ибо в этом случае она нам не друг.
Также была предусмотрена проставка из полиэтиленового поролона (используется в качестве упаковочного материала при транспортировке грузов) между текстолитом и корпусом, общей толщиной 5мм, а после затяжки крепежных винтов, его толщина не превышает 1мм. Это было сделано из-за опыта эксплуатации предыдущего (временного) бокса для этой метеостанции. Без проставки влага быстро найдет путь вовнутрь, и срок службы устройства снизится.
Производим примерку.
При окончательном монтаже обязательно необходимо удалить все не плотно прилегающие части полиэтиленового поролона, то есть те части, которые располагаются снаружи и не сдавлены крепежной текстолитовой пластиной. Это необходимо сделать для препятствования накоплению влаги в доступных для неё полостях. Также пришлось увеличить число крепежных болтов для более надежного прилегания текстолита, в противном случае он может выгибаться.
Все самое сложное позади, остается только вывести на один разъем шину i2c с питание 3.3 Вольта, а на другой подвести пины питания платы расширения. Но т.к у меня валялся «хвост» отрезанный когда-то от не рабочего блока питания маршрутизатора, и я не побрезговал им воспользоваться по прямому назначению.
Далее останется все подравнять, проверить качество монтажа, возможность замены платы NodeMCU, если это будет необходимо при эксплуатации и самое главное, дважды проверить, что и куда припаяно. Мои кривые руки и невнимательность уже наказывали меня, а т.к ждать новые запчасти долго, повторять не хочется.
Общий вид получился таким
А вот как все выглядит в боевых условиях. Кстати, могу предложить идею с помещением в бокс мешочка содержащий впитывающий влагу гель, они часто встречаются в коробках с обувью. Если все герметично, то он впитает остатки влаги, а если нет, то лишним уж точно не будет.