Контроллер мечты

Господа террариумисты!

Появилась возможность разработать и воплотить в жизнь электронный таймер-регулятор Вашей мечты. Сейчас проект вошёл в стадию набора мнений и пожеланий. В качестве затравки для обсуждения предлагаю следующие концепты (концепты не окончательные, можно изменять их сообразно потребностям):
1. "Автономный контроллер "
Устройство представляет собой автономную коробочку с кнопками и небольшим дисплеем (цветной, как в мобильнике). К нему могут подключаться датчики температуры и влажности (или, к примеру, датчик уровня освещённости, возможны практически любые варианты, хоть детектор рентгеновских лучей). Устройство, ориентируясь на показания датчиков, может включать и отключать нагрузку (лампы, термошнуры, парогенераторы и т.п.). Такие фокусы, как "эффект рассвета", суточные колебания температуры т.п. вполне реализуемы даже в этой версии. Программируется с помощью кнопок и дисплея, на дисплей же выводятся текущие параметры со всех или выбранных датчиков.
Плюсы:
• небольшой
• недорогой
• каждый отдельный контроллер придётся настраивать вручную
Минусы:
• подходит для отдельных террариумов (для регуляции целой стойки придётся тянуть паутину датчиков).
• относительно неудобно задавать сложные программы (хотя на порядок удобнее существующих аналогов).
• каждый отдельный контроллер не знает про работу соседнего.
• при увеличении количества террариумов надо добавлять новое устройство.

2. "Умный контроллер"
Устройство представляет собой автономную коробочку без кнопок и без дисплея. Хотя, возможно и имеет смысл их оставить с позиции удобства контроля параметров. Для настройки параметров работы устройство просто подключается к компьютеру и в удобной программке на него заливаются параметры. В целом, похоже на предыдущее устройство, но может программироваться с компа.
Плюсы:
• небольшой.
• недорогой.
• возможно копирование отлаженной программы сразу в несколько контроллеров.
Минусы:
• подходит для отдельных террариумов (для регуляции целой стойки придётся тянуть паутину датчиков).
• каждый отдельный контроллер не знает про работу соседнего.
• при увеличении количества террариумов надо добавлять новое устройство

3. "Модульный контроллер"
Система состоит из двух типов устройств: собственно контроллера/контроллеров (по сути – несколько розеток с датчиками, стоит рядом с террариумом, снимает с него требуемые параметры и управляет нагрузкой – включает и выключает свет, вентиляторы, подогрев, увлажнение) и базового модуля. Базовый модуль соединяется с модулями контроллеров проводом (например, телефонным – контроллеры просто нанизываются на него как вагончики) и занимается обработкой всей полученной информации и управлением отдельными контроллерами. Каждый контроллер получает свой отдельный номер и запрашивает режим работы в зависимости от показаний датчиков. Но при этом базовый модуль может использовать показания датчиков разных контроллеров: к примеру, на одной полке, обогреваемой одним термошнуром, стоят два террариума с разными зверьками, в одном по расписанию включается точечный обогрев. Соответственно, если температура в этом террариуме превысит некий ранее установленный порог, контроллер попытается удержать условия в приемлемых границах: не перегреть один террариум, но и не переохладить другой.
При этом возможно наблюдать и регулировать любые параметры в отдельных террариумах с клавиатуры компьютера, подключённого к сети (иногда это бывает критично, особенно во время внезапной командировки =) ).
Плюсы:
• невероятная гибкость в регулировке и настройке совершенно любых параметров среды.
• возможность быстро и недорого добавить несколько новых модулей в отлаженную систему.
Минусы:
• относительно высокая цена стартового комплекта (в базовом модуле основная доля всей электронной начинки).

Что бы вы хотели от такого устройства (лучше по группам: обязательно – желательно – даром не нужно).
• Количество розеток на контроллер
• Мощность подключаемых приборов (обычная и максимальная)
• Параметры, требующие контроля (освещённость, влажность, температура и др.)
• Количество террариумов, требующих контроля
• Ожидаемая цена устройства

Конечно, если отключат электричество или перегорит лампочка, контроллер ничего сделать без Вас не сможет (хотя, последний тип и может отправить оповещение о том, что всё плохо), но сильно упростит жизнь во время командировок и отъездов.

Изменено 13-9-2011 автор gotya

какова будет погрешность +-, размеры и ожидаемая стоимось?

сообщение Злой
какова будет погрешность +-, размеры и ожидаемая стоимось?

Олег! При твоём хозяйстве дешевле климат-контроль поставить.И управление простое и на случай отключения элек-ва можно аккомуляторы поставить.

Тарасов

у меня генератор промышленый есть

термоконтроллер Lucky reptile Thermo control pro II и ничего придумывать не надо. (не реклама)

Злой

Это пока не устройства, а концепты для обсуждения =)
Точность можно сделать в пределах ±0,1°С, этого должно быть более чем достаточно.
Размер устройства (видимо, возможны варианты) будут определять розетки под нагрузку, т.е. по сути электронные компоненты можно просто замонтировать внутрь пилота на 3-4 розетки, хотя можно и отдельным блоком сделать.
Электроника - SMD компоненты на печатной плате, можно примерно представить размеры: от устройства требуется чуть меньше чем от мобильника; небольшая печатная плата и экран.

Сами устройства можно сделать такими (а можно и другими) - поэтому цены могут сильно изменяться в процессе. Устройства разрабатываются под заказ, поэтому все варианты обсуждаемы, можно реализовать в железе практически любое пожелание.
Сейчас важно понять, чего хочется продвинутому террариумисту от идеального контроллера.

Как только устаканятся первые наброски - можно будет прикинуть цену..
И, встречный вопрос: за сколько вы бы купили такие контроллеры как в первом посте написано?

gotya

Весь вопрос в том как с надежностью, например некоторые польские кантролеры расчитаные на киловат поросту плавятся, вместе с платами, но по цене они вобще копеечные(порядка 8-15 евро) и погрешность у них ±1С, а вот как уже писал Игорян , есть Lucky reptile Thermo control pro II готовое стоимость 30 евро(тоже не реклама) вполне устраивает .......
хотелось бы видеть как будет выгледеть решение скажем в эконом варианте.

вот параметры объема:
Банка 45х45х60высота(вертикалка)

Необходимые условия:
влажность 90% постоянно, но при хорошей вентиляции, т.е. воздух не должен застаиваться.

температура днем до 30(без локального подогрева)
ночью 21

световой день 11-12 часов.

да и еще вот например у меня комп стоит через две комнаты от животных, если подключать контролер к компу то тянуть провода через полдома ,не думаю что у меня одного так, смысла покупать второй комп для контролера не вижу.

сообщение Злой
Весь вопрос в том как с надежностью, например некоторые польские контролеры рассчитанные на киловатт попросту плавятся, вместе с платами, но по цене они вообще копеечные (порядка 8-15 евро) и погрешность у них ±1С, а вот как уже писал Игорян , есть Lucky reptile Thermo control pro II готовое стоимость 30 евро (тоже не реклама) вполне устраивает .......

То, что есть на рынке пристально изучено, делать ещё одну копеечную ненадёжную хрень не имеет смысла. Но, можно воплотить в кремний и сталь Ваши мечты об идеальном управляторе для террариумной электрики. См. первый пост.

Хотелось бы видеть как будет выглядеть решение скажем в эконом варианте.

вот параметры объема:
Банка 45х45х60 высота (вертикалка)

Необходимые условия:
влажность 90% постоянно, но при хорошей вентиляции, т.е. воздух не должен застаиваться.

температура днем до 30° (без локального подогрева)
ночью 21°

световой день 11-12 часов.

Пример вызвал кучу технических вопросов:

• свет плавный управлятор или нет (я предположил пару люминесценток Т8 в качестве света)?
  
• парогенератор - только вкл-выкл?
  
• вентилятор - питание какое (я от себя осмелился предположить наличие вентилятора)?
  
• надо ли регулировать скорость?
  

Это только первые прикидочные вопросы, дальше разговор зашёл о мощностях, удобстве настройки и т.п.

да и еще вот например у меня комп стоит через две комнаты от животных, если подключать контролер к компу то тянуть провода через полдома, не думаю что у меня одного так, смысла покупать второй комп для контролера не вижу.

А это и не обязательно, Wi-Fi давно изобретён. Поясняю ещё раз: выше приведены ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО ПРИМЕРЫ ДЛЯ ЗАТРАВКИ.

По поводу цен: пока не будет известен функционал устройства - разговор о цене не имеет смысла: от количества функций зависит количество деталей, от нагрузки зависит их тип, от общего объёма зависит выбор корпуса и т.д.

В целом это примерно такая ситуация:
- Готов на заказ привезти любых ящериц. Каких бы вы хотели, чтобы я попытался достать?
- А сколько они будут стоить?
Как вы все прекрасно понимаете какая-то ящерица стоит каких-то денег.

Назначать некую цену за ещё не сделанное устройство по меньшей мере нелогично. Из соображений здравого смысла должно быть понятно, что мелкоштучное изделие стоит несколько дороже фабричного аналога, однако крупные производители не всегда интересуются мнением потребителей в плане характеристик.

Сейчас попробуем зайти с другой стороны к этой проблеме: я придумаю чего бы МНЕ хотелось от устройства, попробуем его воплотить, а дальше предложим его на суд общественности. НО! это будет регулятор , как он видится лично мне...

У регулятора обязательно должна быть функция диммера. То есть, вкрутил в патрон 60 вт зеркальную лампу, или же подключил термошнур(в случае стойки), и выставляешь мощность в процентах, от 1 до 100. Текущую температуру будет замерять термодатчик.
Или же выставляешь температуру, которая должна быть на термодатчике, и контроллер выставляет мощность сам, ориентируясь на это.

Я сейчас реализую это через связку диммер-цифровой термометр, но температуру приходится, понятное дело, подкручивать самому.

Интересует цена вопроса:
1. Наличие линий ввода/вывода. Для подключения датчиков, индикаторов и пр. Количество 15 - 20 шт.
2. Наличие реле для управления высоковольтными нагрузками. Для подключения устройств освещения, обогрева, увлажнения и пр. 5 шт.
3. Интеграция с ПК через USB.
4. Питание схемы от USB, наличие 5В напряжения на одной/двух линиях выхода (для датчиков).
5. Алгоритм поведения: получаем информацию с линий ввода -> обрабатываем на ПК -> посылаем на линии вывода и реле.
6. Общение с ПК происходит с помощью библиотеки (dll) с необходимым набором процедур и функций, чтобы можно было использовать любой язык программирования.

CiberRus

вопросы:
1. каких датчиков, индикаторов и т.д.? какие интерфейсы и протоколы взаимодействия нужны?
2. какие нужны выходные-входные разъемы? хватит ли клеммников под винт или надо что-то еще?
3. нужен ли корпус или подойдет просто плата? если нужен, то какой?

Последние два варианта (от azurath и от CiberRus) взаимоисключают друг друга:
- реле дешево, просто, но без регулировки мощности,
- симисторное управление подороже, но позволяет универсально регулировать мощность.

Управление люминесцентными лампами требует вообще спец. драйвера, который не сможет управлять ничем, кроме таких ламп. В этом плане хорошим компромиссом может быть один из выходов 0..10 вольт, для подключения к уже готовому драйверу лампочек.

Реле - это ещё один терморегулятор, коих и так куча на рынке по приемлемым ценам(от 700 рублей).
Ещё раз изобретать велосипед - бесполезно.
К тому же, когда у тебя два десятка террариумов и все моргают по реле, в разное время - начинает ехать крыша.

Плавная регулировка - наше все.

gotya

1. Термодатчики, датчики влажности. Из индикаторов - возможно светодиоды. Часть линий логические ввод/вывод, часть АЦП.
2. Обычных клем достаточно.
3. Пока интересует только плата.

Задача минимум:
1. Имеем датчик температуры и влажности
2. В зависимости от показаний термодатчика и времени суток поддерживаем определенный диапазон температур. К примеру днем 30-32, ночью 24-26.
3. Если влажность опустилась ниже определенного уровня, включаем на несколько минут генератор тумана.
4. Утром включаем освещение, вечером отключаем.

Может и стоит предусмотреть ЦАП под какой-нибудь прибор, но для меня это не принципиально. Пока я не вижу его применения для своих нужд. К тому же большинство приборов рассчитано на 220В и в лучшем случае они просто не будут работать при ином напряжении.

azurath

Самый простой и эффективный способ контроля температуры - реле, вкл при минимуме, выкл при максимуме диапазона. Плавное изменение напряжения на термошнур можно попробовать лишь в целях интереса реализации: алгоритм подбора оптимального напряжения от разности фактической и желаемой температуры - задача не тривиальная.

Изменено 7-10-2011 автор CiberRus

сообщение CiberRus

1. Термодатчики, датчики влажности. Из индикаторов - возможно светодиоды. Часть линий логические ввод/вывод, часть АЦП.
2. Обычных клем достаточно.
3. Пока интересует только плата.

Задача минимум:
1. Имеем датчик температуры и влажности
2. В зависимости от показаний термодатчика и времени суток поддерживаем определенный диапазон температур. К примеру днем 30-32, ночью 24-26.
3. Если влажность опустилась ниже определенного уровня, включаем на несколько минут генератор тумана.
4. Утром включаем освещение, вечером отключаем.

Может и стоит предусмотреть ЦАП под какой-нибудь прибор, но для меня это не принципиально. Пока я не вижу его применения для своих нужд. К тому же большинство приборов рассчитано на 220В и в лучшем случае они просто не будут работать при ином напряжении.

Самый простой и эффективный способ контроля температуры - реле, вкл при минимуме, выкл при максимуме диапазона. Плавное изменение напряжения на термошнур можно попробовать лишь в целях интереса реализации: алгоритм подбора оптимального напряжения от разности фактической и желаемой температуры - задача не тривиальная.

Изменено 7-10-2011 автор CiberRus

А зачем нужен первый пункт?
Я понимаю формулировку "термодатчики и датчики влажности такой-то фирмы или работающие по такому-то протоколу", но вот так, чтобы подключить любой - это вряд ли получится.
Зачем линии ввода-вывода нужны функционально (кроме датчиков, с ними понятно)?
Отсюда будет расти и вопрос как их реализовать схемотехнически и как обрабатывать.

По поводу реле - да, нормальный вариант, но хочется ведь чтобы оно не щелкало, не залипало, и так далее. Чтобы свет выключало и включало плавно, например, температуру регулировало плавно. Как регулировать температуру плавно - это не вопрос, существуют алгоритмы PID-регуляторов, довольно точно держит температуру без "забросов" вне диапазона.

king2

1. Практически любой термо, гигро, фото и пр. датчик, кроме специализированных, имеет простейшую схему реализации, подключается к питанию, а выход к АЦП.
2. Линии ввода/вывода нужны для того, чтобы прибор имел возможность к расширению. К примеру мне не хватает реле, его можно построить из выходящей линии. Напрямую к ним можно подсоединять светодиоды как индикаторы.
3. По шуму, думаю современные электромагнитные реле достаточно малошумны, зато надежны и дешевы. Для любителей тишины можно геркон или твердотельные, но для 220В это удорожит изделие.
4. Я не говорил что плавная регулировка - неразрешимая задача. PID-алгоритм тривиален? Если да, то претензия принята.

сообщение CiberRus

king2

1. Практически любой термо, гигро, фото и пр. датчик, кроме специализированных, имеет простейшую схему реализации, подключается к питанию, а выход к АЦП.
2. Линии ввода/вывода нужны для того, чтобы прибор имел возможность к расширению. К примеру мне не хватает реле, его можно построить из выходящей линии. Напрямую к ним можно подсоединять светодиоды как индикаторы.
3. По шуму, думаю современные электромагнитные реле достаточно малошумны, зато надежны и дешевы. Для любителей тишины можно геркон или твердотельные, но для 220В это удорожит изделие.
4. Я не говорил что плавная регулировка - неразрешимая задача. PID-алгоритм тривиален? Если да, то претензия принята.

1. Практически любой - да, имеет. Но некоторые на выходе дают напряжение, и для разных датчиков разное для одной и той же температуры (а калибровать как?), некоторые требут напряжение на линии сигнала (например, терморезистор или фоторезистор), некоторые сами его генерируют (фотодиод). Предлагаю все же зафиксировать сначала виды типы датчиков (что меряют), потом типы (по подключению), а далее можно и конкретные марки, чтобы потом не было проблем с калибровкой в случае, если датчик покупается отдельно.

2. То есть логический (1 или 0) гальванически неразвязанный выход, например 100мА устроит?

3. Вместо твердотельных однозначно симисторы - ибо дешевле и проще. Бесшумные реле коммутировать, например, индуктивную нагрузку (помпу или любое изделие с моторчиком), думаю, не смогут, а если смогут, то по стоимости будут сопоставимы с симисторами. Или дешевые, но сильноточные и шумные..

4. PID-алгоритм не тривиален, но просто реализуем.

Окей, похоже, по выходам все же симисторы, с плавной регулировкой.

Сколько надо выходов 220 и на какой максимальный ток?
Какие виды датчиков могут применяться в террариумах и аквариумах?
Я навскидку могу понять, что датчик температуры, влажности, освещенности. Какие-то еще нужны, давления, например?..

azurath

Самый простой и эффективный способ контроля температуры - реле, вкл при минимуме, выкл при максимуме диапазона. Плавное изменение напряжения на термошнур можно попробовать лишь в целях интереса реализации: алгоритм подбора оптимального напряжения от разности фактической и желаемой температуры - задача не тривиальная.

Изменено 7-10-2011 автор CiberRus

А зачем его подбирать? Если температура, например, больше заданной - уменьшать нагрев дискретно, каждую минуту, например. Если температура меньше - аналогично, но увеличивать.

А если не только дискретно, но и экспоненциально уменьшать - т.е. уменьшать на dx от экспоненты, получим с самого начала приличное падение температуры, а дальше подгонку.

king2

1. Предполагается, что поведение устройства программируется, а значит любой датчик можно под себя откалибровать и использовать. Как правило руководство к датчику содержит формулу соответствия выходящего напряжения и измеряемого показателя. Поэтому проблем нет.
2. Устройство питается от USB компьютера. Логический 0 это отсутствие напряжения, тот же ток что от USB - логическая 1.
3. Я не особо разбираюсь в миросхемах и полупроводниках, иначе бы сам все спаял. Поэтому мне важен результат, а как оно там внутри реализовано мало интересует. Если симистор позволяет замыкать/размыкать цепь и при этом не сильно удорожает конструкцию то ради бога.
4. Меня этот пункт мало интересует, поэтому дискуссию по PID-алгоритмам можете продолжить с azurath.
Предположительно выходов на 220В - 5. (Один управляет освещением, и по 2 к двум террариумам на тепло и на влажность). Датчика 4, поэтому как минимум 4 канала АЦП.
По датчикам все зависит от нужд. Меня интересуют тепло и влажность. Но это не важно. При соблюдении указанных ранее требований к устройству можно использовать практически любой.

azurath

См п.4

CiberRus

Предположительно выходов на 220В - 5. (Один управляет освещением, и по 2 к двум террариумам на тепло и на влажность). Датчика 4, поэтому как минимум 4 канала АЦП.

А если со временем террариумы придётся территориально разделить, например по разным комнатам? Половина устройства будет простаивать, а для второго терра придётся подключать новое устройство (не тянуть же датчики и нагрузку через стену в соседнее помещение).

Или подключить ещё один прибор (например помпу водопада дополнительно к парогенератору или лампу локального обогрева) - потребуется дополнительная управляемая розетка и, возможно, датчик.

Мне кажется, имеет смысл делать одно устройство на один террариум, и иметь возможность объединять их в каскады или заливать заранее сделанную на компе прошивку с параметрами (как варианты 2 и 3 в первом посте темы). Ну, и некий запас разъёмов на вырост (под доп. датчики и нагрузку), может быть в виде модуля расширения.

От себя вижу такую схему (программа максимум):

1. Освещение люминесцентное (опционально - плавное включение-выключение, смена цикла по календарю) - 1 шт
   
2. Освещение локального обогрева (галогеновый спот) - 1 шт, включение-выключение по таймеру, отключается при перегреве терра.
   
3. Увлажнитель - парогенератор (включение-выключение по показаниям датчика влажности, возможность задать включение-выключение по таймеру) или насос высокого давления с микофорсунками (аналогично, но по секундному таймеру)
   
4. Термоэлемент - шнур или коврик (включение-выключение по заданным термопрофилям - ночь и день), опционально для градиента температуры - два термодатчика
   
5. Опционально, вентилятор - для особо требовательного зверья, завязан с системой увлажнения, при падении влажности не включается
   

как то всё сложно...
если знаете где купить (в Москве) терморегулятор с максимальной погрешностью 0,5 градуса.Спасибо! а как он фурычить будет мне пофигу.так что бы я подключил к нему кабель,сунул в пенопластовый ящик и всё.в ящике всегда 31 и не прыгает с 30 до 32 затем снова 30,а стабильно 31!

сообщение демид
как то всё сложно...
если знаете где купить (в Москве) терморегулятор с максимальной погрешностью 0,5 градуса.Спасибо! а как он фурычить будет мне пофигу.так что бы я подключил к нему кабель,сунул в пенопластовый ящик и всё.в ящике всегда 31 и не прыгает с 30 до 32 затем снова 30,а стабильно 31!

У меня такая штука есть http://vitawater.ru/shop/product_info.php?products_id=9759
Очень точно работает., рекомендую.

insomnium

Спасибо Вам огромное!

сообщение демид

insomnium

Спасибо Вам огромное!

Рад помочь. Но вообще встречал отечественные, не мене точные терморегулятры, зато в двое дешевле.. Правда внешний вид...
Их нужно искать на сайтах или магазинах торгующих оборудованием для инкубации яиц.

insomnium

А вот вопрос: такой таймер рассчитан только на один объем?

Или можно установить его в один объем и через тройник подключить оборудование нескольких террариумов, расположенных примерно в одном и том же месте. Даст ли это погрешность, которая будет плохо влиять на самочувствие животных в этих нескольких террариумах?