17,6 тыс подписчиков

Разработка модуля управления электро-отоплением дачного домика

3 марта 20243 мар 2024

5 мин

Друг построил на дачном участке баню из бруса. Возникла необходимость отапливать ее зимой и как-то управлять этим процессом. Без узла автоматики приходилось приезжать в субботу рано утром включать котел и в лучшем случае в субботу вечером собираться компанией. После установки автоматики стало возможным поддерживать в помешивании температуру +8 градусов экономить на электроэнергии и по мире необходимости прогревать помещение за ранее. Стало возможным не собираться в субботу вечером, а к примеру, в ночь с четверга на пятницу прогреть помещение по ночному тарифу, в течении дня пятницы поддерживать в помещении температуру +22, а в пятницу сразу после работы ехать закупаться пивом рыбой и всей компанией собираться в бане. На участке из коммуникаций только свет, газа нет, центрального отопления тоже нет, вода из скважины, был установлен водяной электро-котел, смонтирован коллектор и сделан водяной теплый пол в стяжке.

Сам котел на фото:

Так как электроникой я увлекаюсь давно, делать автоматику для электро-котла было решено из того что уже есть в тумбочке и давно лежит без дела, а это были:

плата Arduino Nano
модуль GSM Neoway M590
датчик температуры на DS18B20
твердотельное реле SSR-40DA
блок питания 220В -> 5В 2А я воткнул что было, а вы можете поставить минвел

Основная задача — необходимо собрать и запрограммировать блок управления твердотельным реле, к которому будет подключаться нагрузка посредством SMS и отслеживание температуры.

Условия: прием модулем SMS только от одного абонента (чтобы ограничиться от спама и ложных команд), получение SMS о текущем состоянии реле и температуры, установка значения поддержания температуры в помещении (+гистерезис), переключение работы с блока управления на термостат.

Схема:

Фото в собранном виде.

Основные команды SMS:

T=** (** — установка температуры, по умолчанию установлено +3 градуса)
Stat — получение состояние реле, текущей температуры и уставки.
On — включение модуля управления
Off — отключение модуля управления (модуль по умолчанию выключен)

На данный момент устройство успешно проработало один зимний сезон и с наступлением теплого времени года планируется его апгрейд. В будущем в программе будет реализована возможность подключения двух дополнительных реле, а так же отображения их состояния в SMS по запросу Stat.

Исходный код для ArduinoIDE:

#include <SoftwareSerial.h>

#include <microDS18B20.h>

#include "GyverRelay.h"

//#define SETPOINT 30.0 // установка (ставим на 25 градусов)

#define HYSTER 3 // ширина гистерезиса

GyverRelay regulator(REVERSE); // установка, гистерезис, направление регулирования

MicroDS18B20<2> sensor1; //датчик на D2

SoftwareSerial mySerial(10, 11); //RX, TX пины

byte R1 = 9; //пин D9 реле 1

byte R2 = 8; //пин D8 реле 2

int val1 = 0; //переменная для хранения значения R1

int val2 = 0; //переменная для хранения значения R2

String tel = "+7**********"; //номер телефона куда будут отправляться данные

String availablePhone = "+7**********"; //номер телефона только с которого будут приниматься сообщения

int setTemperature = 3; //уставка температуры по умолчанию

bool state = false; //состояние включено/выключено

void setup() {

delay(2000); //задержка

regulator.setpoint = setTemperature;

regulator.hysteresis = HYSTER;

regulator.k = 0.5; // коэффициент обратной связи (подбирается по факту)

pinMode(R1, OUTPUT); //устанавливаем режим работы пина 8 как Выход

digitalWrite(R1, LOW); //устанавливаем низкое значение пина 1

pinMode(R2, OUTPUT); //устанавливаем режим работы пина 9 как Выход

digitalWrite(R2, LOW); //устанавливаем низкое значение пина 2

Serial.begin(9600); //инициируем последовательное соединение и задаем скорость передачи данных в бит/c

mySerial.begin(9600);

Serial.println("GSM NEOWAY M590");

Serial.println();

Serial.println("Turn on AOH:");

mySerial.println("AT+CLIP=1"); //включить АОН

delay(300);

Serial.println("Text format sms:");

mySerial.println("AT+CMGF=1"); // текстовый формат SMS

delay(300);

Serial.println("Mode GSM:");

mySerial.println("AT+CSCS=\"GSM\""); // кодировка текста - GSM

delay(300);

Serial.println("SMS to terminal:");

mySerial.println("AT+CNMI=2,2,0,0,0"); // вывод смс в консоль

delay(10000);

sms(String("GSM NEOWAY M590 ON"), String(tel)); // отправка смс о включении модема

}

void loop()

{

if(mySerial.available()) //если модуль что-то послал

{ //проверка всех условий

char ch = ' ';

String val = "";

while(mySerial.available()) //получение символов для чтения из последовательного порта

{

ch = mySerial.read();

val += char(ch); //собираем принятые символы в строку

delay(3);

}

Serial.print("Neoway send> ");

Serial.println(val);

if(val.indexOf("+CMT") > -1) //если есть входящее sms

{

String phoneSend = val.substring(val.indexOf("+7"), val.indexOf("+7") + 12);

Serial.println("PhoneSend: " + phoneSend);

if (phoneSend == availablePhone){

if(val.indexOf("On") > -1 || val.indexOf("on") > -1 || val.indexOf("ON") > -1) //если есть входящее sms

{

state = true;

Serial.println("State ON");

}

if(val.indexOf("Off") > -1 || val.indexOf("off") > -1 || val.indexOf("OFF") > -1) //если есть входящее sms

{

state = false;

Serial.println("State OFF");

}

if(val.indexOf("T=") > -1) // смотрим, что за команда

{

setTemperature = val.substring(val.indexOf("T=")+2).toInt();

regulator.setpoint = setTemperature;

Serial.println("Set TEMP: " + setTemperature);

}

if(val.indexOf("Stat") > -1) // смотрим, что за команда

{

Serial.println("Stat1");

val1 = digitalRead(R1); //чтение значения пина на реле R1

val2 = digitalRead(R2); //чтение значения пина на реле R2

Serial.println("Stat2");

sensor1.requestTemp(); // запрос температуры

Serial.println("Stat3");

String val1Str, val2Str;

if (val1 == 0){

val1Str = "Off";

}

else{

val1Str = "On";

}

if (val2 == 0){

val2Str = "Off";

}

else{

val2Str = "On";

}

Serial.println("Stat4");

String result = "R1:" + String (val1Str) + " " + "R2:" + String (val2Str) + " " + "Temp:" + String (sensor1.getTemp()) + " SetTemp: " + String(setTemperature);

Serial.println("Stat5");

sms(result, String(tel));

}

regul();

debug();

}

void sms(String text, String phone) // отправка СМС

{

Serial.println("Start SMS send");

mySerial.println("AT+CMGS=\"" + phone + "\"");

delay(500);

mySerial.print(text);

delay(500);

mySerial.print((char)26);

delay(500);

Serial.println("SMS send OK");

delay(2000);

}

void regul() {

static uint32_t tmr;

if (millis() - tmr > 500) {

if (state){

Serial.println(sensor1.getTemp());

Serial.println(regulator.getResult());

tmr = millis();

sensor1.requestTemp(); // запрос температуры

regulator.input = sensor1.getTemp(); // сообщаем регулятору текущую температуру

digitalWrite(R1, regulator.getResult()); // отправляем на реле (ОС работает по своему таймеру)