Sterownik rolet do automatyki domowej

[dkradke]

Dodając krok po kroku trochę automatyki w mieszkaniu powstał projekt i realizacja sterownika rolet zewnętrznych.

Główne cechy urządzenia:

• obsługa 7 rolet
• zdalny dostęp z dowolnego miejsca na świecie
• sterowanie przez Wifi
• sterowanie przez Bluetooth
• sterowanie przez sieć CAN
• automatyczny pomiar czasu pracy poszczególnych rolet
• harmonogram otwierania/zamykania rolet
• sterowanie grupowe
• tworzenie scen
• pobieranie aktualnego czasu z serwera NTP

Sterownik został podzielony na dwie części, pierwsza to płytka z przekaźnikami i zasilaniem, druga płytka to układ sterowania wraz z modułami komunikacyjnymi.

Główne elementy wykorzystane w sterowniku to:

• STM32F103C8T6 jako moduł Bluepill
• Moduł Wifi ESP-12
• Bluetooth HC-05

Największym wyzwanie okazało się wykrywanie zakończenia pracy rolety. Było to niezbędne do automatycznego pomiaru czasu pracy, które jest wykorzystywane do określania pozycji pośrednich.

Na początku testowałem wykrywanie prądu z wykorzystaniem modułu ACS711, ale niewielki prąd pobierany przez roletę podczas pracy powodował niestabilne pomiary z układu ACS711. Drugim pomysłem było wykorzystanie przekładników prądowych. Pomiary były stabilne, ale to rozwiązanie odpadło ze względu na fizyczne rozmiary takich przekładników, potrzebowałem użyć ich aż siedem sztuk. Ostatecznie zastosowałem rozwiązanie polegające na spadku napięcia na diodach, które aktywuje transoptor PC814.

Rolety które posiadam mają wewnętrzne zabezpieczenie przed podaniem napięcia na oba uzwojenia silnika (góra, dół), jednak tak zaprojektowałem układ, aby sprzętowo nie było to możliwe. Pokazane jest to na poniższym rysunku.

Program został napisany w C++ z wykorzystanie Arduino Core. ESP-12 pełni rolę konwertera komunikacyjnego, od strony wifi oferuje RestApi, konwertuje otrzymane wiadomości/zapytania na komunikację uart i wysyła do głównego procesora STM32. Na drugim porcie uart w STM32 jest podobna komunikacja z wykorzystaniem modułu bluetooth. Moduł BT aktualnie służy do przeglądania bieżących logów. Ponadto moduł posiada opcję komunikacji z wykorzystaniem sieci CAN, jestem bardziej fanem rozwiązań przewodowych tam gdzie jest to możliwe. Jak w mieszkaniu pojawi się więcej elementów automatyki to będę chciał całość przepiąć na sieć CAN zamiast Wifi.

Sterowanie modułem odbywa się jak wspomniałem wyżej zapytaniami REST, na Banana Pro posiadam domowy serwer www, dołożyłem do niego prostą stronę w PHP, która pozwala w wygodny sposób wysyłać zapytania do sterownika. Do połączenia się ze sterownikiem poza domową siecią wykorzystuje OpenVPNa.

[Treker (Damian Szymański)]

Właśnie zaakceptowałem Twój opis, możesz go teraz zgłosić do akcji rabatowej umieszczając link w temacie zbiorczym. Dziękuję za przedstawienie ciekawego projektu, zachęcam do prezentowania kolejnych DIY oraz aktywności na naszym forum 🙂

[Gieneq]

Widzę kolejny dopracowany projekt jaki opublikowałeś 😀 do tego interfejs i ta naklejka z opisem wyprowadzeń, super!

17 godzin temu, dkradke napisał:

Ostatecznie zastosowałem rozwiązanie polegające na spadku napięcia na diodach, które aktywuje transoptor PC814.

Zaciekawiło mnie rozwiązanie ze sterowaniem rolet - mógłbyś objaśnić trochę szerzej jak to działa?
Wspominałeś, że pomiar prądu był niedokładny - gdyby dodać rezystor mocy i mierzyć spadek napięcia czy nie byłoby to wystarczające? A właściwie, czy gdyby użyć zwykłą krańcówkę/kontaktoron i pozycjonować w pełni nawiniętą roletę względem tego, czy nie byłoby to prostsze?

[dkradke]

Co do krańcówek przy roletach, nie było takiej możliwości, żeby je dołożyć, dodatkowo nie miałem doprowadzonych przewodów pod to. Z samej rolety wystają tylko przewody zasilania, więc też nie było możliwości podłączyć się pod krańcówki wbudowane w roletę, a swoją drogą to zamiast krańcówek mam system przeciążeniowy w nich.

Chciałem zrobić pomiar prądu jak najmniej inwazyjny i odseparować część wysokiego napięcia od niskiego, stąd spadek napięcia na rezystorze odpadł. ACS711 to czujnik magnetyczny więc fizycznie odseparowana strona pomiarowa, ale różnice w prądzie były zbyt małe, żeby sensownie interpretować wyniki. ACS711 trochę się wzbudza nawet jak nie płynie przez niego prąd.

Rozwiązanie z diodami jest najprostsze, w momencie jak podaje napięcie na roletę to odkłada się na nich trochę ponad 1V, co aktywuje transoptor, a elektronika w rolecie nawet nie poczuje braku tego 1V 😉 Dwie diody w szereg, żeby spadek był większy, a przeciwstawnie bo jest tutaj napięcie AC i chciałem mieć detekcję w obu połówkach przebiegu napięcia.

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Gieneq]

Ma to jak najbardziej sens, dziękuję 😀

[mundex1]

Witam.

A jak rozwiązałeś sprawę napędu rolet? silniczki cały system podnoszenia i opuszczania?

[dkradke]

Są to gotowe rolety zewnętrzne z napędem, ja zrobiłem do nich tylko sterowanie, nie ingerowałem w same rolety.

[mundex1]

Ok, dzięki za szybką odpowiedź

[grg0]

 

Dnia 14.01.2019 o 12:35, dkradke napisał:

Rozwiązanie z diodami jest najprostsze, w momencie jak podaje napięcie na roletę to odkłada się na nich trochę ponad 1V, co aktywuje transoptor, a elektronika w rolecie nawet nie poczuje braku tego 1V 😉 Dwie diody w szereg, żeby spadek był większy, a przeciwstawnie bo jest tutaj napięcie AC i chciałem mieć detekcję w obu połówkach przebiegu napięcia. 

Ja tego jakoś nie rozumiem. W jaki sposób odłoży się tam napięcie większe niż na diodzie transoptora? Dla mnie te diody nie mają znaczenia. Po drugiej stronie zwierasz do masy naładowany kondensator, jestem ciekaw opinii bardziej doświadczonych kolegów, czy w ten sposób nie ryzykuje się uszkodzenia transoptora.

[dkradke]

Jest to zwykły spadek napięcia na diodzie co pozwala zasilić transoptor. Jeśli podłączyłbyś transoptor bez tamtych diod, to spaliłby się. Musiałbyś dać rezystor szeregowo z transoptorem, żeby ograniczyć prąd, ale wtedy miałbyś rezystor również w szeregu z roletą 😉
Co do kondensatora to on nie jest zwierany do masy, należy go potraktować jako odbiornik, a tutaj pełni funkcje wygładzania przebiegu, który trafia do uC.

[grg0]

8 godzin temu, dkradke napisał:

Jest to zwykły spadek napięcia na diodzie co pozwala zasilić transoptor.

Idąc Twoim tokiem rozumowania to na dwóch diodach odkłada się jakieś napięcie i co transoptor pobiera sobie później tyle prądu ile potrzebuje? Może to by tak działało gdyby te spadki napięć ( na dwóch diodach i transoptorze) były bardzo podobne i prąd dzielił się między te dwie gałęzie. Jaką moc mają silniki do rolet i jakie to diody?

 

8 godzin temu, dkradke napisał:

Co do kondensatora to on nie jest zwierany do masy, należy go potraktować jako odbiornik, a tutaj pełni funkcje wygładzania przebiegu, który trafia do uC.

Co to znaczy pełni funkcję wygładzania przebiegu? Przy pracujących roletach masz tam stan niski, czy impulsy?

[Kamro]

Mam pytanko, do czego służą kondensatory przy przekaźnikach i jak dobrać ich parametry?

Edytowano Grudzień 6, 2022 przez Kamro

[Treker (Damian Szymański)]

@Kamro minimum przy przekaźnikach to dioda zabezpieczająca. Kondensatory nie są niezbędne. Jeśli są użyte to zapewne do filtrowania napięcia. Nie ma tutaj żadnej konkretnej zasady co do doboru ich pojemności.

[Kamro]

@Treker dziękuję za odpowiedź. Rozumiem że jest to dioda rozładowcza, gdy mamy obciążenie indukcyjne (np silnik), tak? Czy może jest to dioda dla cewki sterującej?

[Treker (Damian Szymański)]

@Kamro chodzi o diodę, która zabezpiecza układ przed prądami indukującymi się w cewce przekaźnika. Więcej informacji na ten temat znajdziesz tutaj: https://forbot.pl/blog/kurs-elektroniki-elementy-stykowe-przekazniki-id4335