Локальная автономная система сбора данных
![]()
HW-553 и ![]()
03962A — контроллер аккумулятора имеющий ![]()
схему защиты от КЗ, переразряда и перезаряда. Все комплектующие закупались на сайте Aliexpress. Макетная плата![]()
Счётчик 4-х канальный. По входам стоят LC фильтры для защиты от помех по линии связи из витой пары. Данные о состоянии объектов контроля постоянно считываются 1 раз в сек., отображаются цветом на ЖК. Обновление показаний и запись в энергонезависимую память происходит каждые 36 сек. 36 сек.- это 1/100 часа, именно в таком формате требуются данные. Каждые 12 сек. происходит передача информации о количестве секунд работы по каждому агрегату контроля. Память EEPROM имеет ограниченное количество циклов записи- стирания, по данным производителя, 100000 раз. Худший вариант- это когда постоянно идет обновление хотя- бы одной ячейки. Объем 1-го счетчика 4 байта, это число формата long, 4 счетчика, итого 16 байт занимает одна запись. Длина памяти микросхемы 1024 байт, после 64-х записей 4-х счетчиков запись начнётся сначала. В библиотеке EEPROM метод EEPROM.put не производит запись, если значение ячейки и записываемой информации совпадает, деградации ячеек не будет. В итоге время гарантированной наработки памяти будет более 7 лет. Время возможной, но негарантированной работы может быть намного больше. Принципильная схема![]()
Программа в Arduino IDE//12 328 байт (38%) #include // Core graphics library #include // Hardware-specific library #include #include #include #include #include RF24 radio(9, 10); // объект radio для работы с библиотекой RF24, // и номера выводов nRF24L01+ (CE, CSN) #include DS3231 rtc(SDA, SCL); Time t; //#define TFT_CS 10 #define TFT_CS 8 #define TFT_RST -1 // you can also connect this to the Arduino reset // in which case, set this #define pin to -1! //#define TFT_DC 9 // DC=RS=A0- варианты обозначений вывода выбора регистра команд или данных. #define TFT_DC 3 Adafruit_ST7735 tft = Adafruit_ST7735(TFT_CS, TFT_DC, TFT_RST); // Option 2: use any pins but a little slower! #define TFT_SCLK 13 // set these to be whatever pins you like! #define TFT_MOSI 11 // set these to be whatever pins you like! //Adafruit_ST7735 tft = Adafruit_ST7735(TFT_CS, TFT_DC, TFT_MOSI, TFT_SCLK, TFT_RST); #include byte shift = 52; byte pinState; unsigned long pump[4];// массив с 4 значениями счётчиков секунд float m = 3600.0; unsigned int address = 0; int rc;// переменная для счетчиков unsigned long sumprim = 0; unsigned long sumsec = 0; byte i = 0; byte k = 34; unsigned int z = 0; byte b = B00000001; byte pumrcounter [4]; // массив для хранения состояний объектов, 1- откл., 0- вкл. int start = 0; // void setup() { rtc.begin(); radio.begin(); // Инициируем работу nRF24L01+ radio.setChannel(120); // канал передачи данных (от 0 до 127). radio.setDataRate (RF24_250KBPS); // скорость передачи данных (RF24_250KBPS, RF24_1MBPS, RF24_2MBPS). radio.setPALevel (RF24_PA_MAX); // мощность передатчика (RF24_PA_MIN=-18dBm, RF24_PA_LOW=-12dBm, // RF24_PA_HIGH=-6dBm, RF24_PA_MAX=0dBm) radio.openWritingPipe (0xAABBCCDD11LL); // Открываем трубу с идентификатором для передачи данных // Для установки времени- раскомментировать нужные строки //rtc.setDOW(1); // День недели //rtc.setTime(21, 20, 0); // Время, в формате 24 часа. //rtc.setDate(29, 10, 2018); // Дата, 29 октября 2018г. tft.initR(INITR_BLACKTAB); // initialize a ST7735S chip, black tab // Use this initializer (uncomment) if you're using a 1.44" TFT //tft.initR(INITR_144GREENTAB); // initialize a ST7735S chip, RED rcB tab tft.setTextWrap(false); // Allow text to run off right edge tft.setRotation( 2 ); // for BLACK PCB and RED tft.setRotation(0) or not. tft.fillScreen(ST7735_BLACK); // очистка экрана DDRD = DDRD | B00000000; PORTD = PORTD | B11110000;// программная подтяжка работает, высокий уровень- // контролируемые объекты "не работают", во все 4 старших порта D записана "1", не идет счет. for ( rc = 0; rc > 4) & ( b << rc ); if (pumrcounter [rc] != pinState) { // и если не соответствует, то pumrcounter [rc] = pinState; // присвоение переменной состояния бита порта нового значения 1/0 } // индикация состояния объектов контроля цветом // BLUE- это небольшой глюк имеющегося экрана ( или библиотеки? ), перепутаны RGB и BGR. if (pinState == ( b << rc )) { tft.fillRect(15, ((rc * 10 + shift)), 7, 7, ST7735_BLUE); // для счета по низкому уровню поменять GREEN на BLUE } else { tft.fillRect(15, ((rc * 10 + shift)), 7, 7, ST7735_GREEN); // для счета по низкому уровню поменять BLUE на GREEN pump [rc] += 1; // добавляем в счетчик времени работы 1 секунду } } k ++; if ( k == 36 ) { k = 0; tft.fillRect ( 30, shift, 97, 40, ST7735_BLACK ); // очистка области вывода времени наработки tft.fillRect ( 60, 120, 73, 7, ST7735_BLACK); // и даты tft.setCursor ( 60, 120 ); // установка позиции курсора tft.print(rtc.getDateStr()); // вывод даты на экран LCD for (rc = 0; rc < 4; rc ++) //вывод показаний наработки в целых, десятых и { tft.setCursor ( 30, rc * 10 + shift );// сотых долях часа со сдвигом на экране вниз на 10 пикселей tft.println(pump [rc] / m); } // запись "сырых" значений наработки (в секундах)в EEPROM ////////////////////////////// for (rc = 0; rc < 4; rc ++) { EEPROM.put(address, pump [rc]); address += sizeof(float); // инкремент переменной адреса записи } } // отправляем данные по радиоканалу из data указывая сколько байт надо отправить. if ((k == 6 ) || (k == 18 ) || (k == 30 )) { unsigned long data; radio.write(&start, sizeof(start)); for ( i = 0; i < 4; i ++) { data = pump [i ]; radio.write( &data, sizeof( data)); } } } Небольшие замечания в конце. Счёт идет при низком логическом уровне на входах. Сопротивления подтяжки R2-R5 36 кОм для варианта с фоторезисторами GL5516. В случае фототранзисторной оптопары и реле, поставить 4,7- 5,1 кОм. Загрузчик Arduino Nano v3.0 заменён на Arduino Uno с помощью программатора TL866A для корректной работы сторожевого таймера. Фьюзы поправлены для работы при напряжении выше 4,3 В. Внешняя цепь сброса R6 C3 не использовалась. В примере программы частота передатчика не соответствует нелицензируемому диапазону, диапазон 2,4 МГц ограничен частотами 2400.0—2483.5 МГц. Диапазон передатчика E01-ML01DP05 составляет 2400- 2525 МГц. Ширина полосы одного канала- 1 МГц, при настройке скорости как "RF24_2MBPS" будет занят указанный radio.setChannel(120) канал и следующий, т.е. полоса будет 2 МГц.
08 апреля 2019, 11:14
На предприятии были закуплены посты мониторинга НЭКСТ-М отечественного производства "Нэкст Технолоджис". Для обеспечения визуализации работы насосных агрегатов, пожарно- охранной сигнализации, наличия напряжения на пускателях, температуры в помещении, аварийного уровня воды. Сердцем НЭКСТ-М служит ATMEGA 1280 и данный факт обнадёжил в плане возможности создания своего комплекта под конкретные нужды. Была поставлена задача в минимально короткие сроки и при минимальных затратах создать полностью автономную систему локальной диспетчеризации под конкретные нужды. Основа- микроконтроллер. Разработка, изготовление, создается силами самого персонала. Работать система должна без зависимости от сотовых сетей, серверов, интернета и разрешительной системы использования радиочастотных ресурсов, не использовать в работе системы контроля и управления компьютеры или максимум периодическое использование ноутбуков, без доступа на объекты в течении длительного времени (6-9 мес.). Конфигурация сети имеет радиальную структуру. Данные собираются в одной точке и далее отправляются для обработки по обычным каналам связи или в виде твердой копии. Система должна обеспечивать: - контроль работы насосных установок
- технологическую автоматику
- защиту от последствий аварийных режимов
- сигнализацию об аварийных режимах
- подсчет времени наработки
- подсчет объёма потреблённой электроэнергии
- контроль температуры оборудования
- охранно-пожарную сигнализацию
- периодический дистанционный съём информации
- неизвестные требования в будущем
- территория охвата 1 кв.км.
- прямая видимость между объектами
- температура от +50 до -50 С
- влажность до 100%
- биологически активные отложения (плесень, сульфатвосстанавливающие бактерии)
- вибрация, не более, машин 1- 2 классов по ГОСТ ИСО 10816-1-97
- электромагнитная обстановка- коммутация электродвигателей контакторами КТ 6053, аппаратурой плавного пуска RVS-DN, аппаратурой ПИД- регулирования SIEMENS MICROMASTER, излучения в ISM и GSM диапазоне согласно требованиям к данным устройствам, ручная дуговая сварка на объекте
- завышенное напряжение сети, кратковременные прекращения электроснабжения, грозовые перенапряжения, перекос фаз при обрыве провода ВЛ в распределительных сетях 6- 10 кВ.
HW-553 и 
03962A — контроллер аккумулятора имеющий 
схему защиты от КЗ, переразряда и перезаряда. Все комплектующие закупались на сайте Aliexpress. Макетная плата
Счётчик 4-х канальный. По входам стоят LC фильтры для защиты от помех по линии связи из витой пары. Данные о состоянии объектов контроля постоянно считываются 1 раз в сек., отображаются цветом на ЖК. Обновление показаний и запись в энергонезависимую память происходит каждые 36 сек. 36 сек.- это 1/100 часа, именно в таком формате требуются данные. Каждые 12 сек. происходит передача информации о количестве секунд работы по каждому агрегату контроля. Память EEPROM имеет ограниченное количество циклов записи- стирания, по данным производителя, 100000 раз. Худший вариант- это когда постоянно идет обновление хотя- бы одной ячейки. Объем 1-го счетчика 4 байта, это число формата long, 4 счетчика, итого 16 байт занимает одна запись. Длина памяти микросхемы 1024 байт, после 64-х записей 4-х счетчиков запись начнётся сначала. В библиотеке EEPROM метод EEPROM.put не производит запись, если значение ячейки и записываемой информации совпадает, деградации ячеек не будет. В итоге время гарантированной наработки памяти будет более 7 лет. Время возможной, но негарантированной работы может быть намного больше. Принципильная схема
Программа в Arduino IDE//12 328 байт (38%) #include // Core graphics library #include // Hardware-specific library #include #include #include #include #include RF24 radio(9, 10); // объект radio для работы с библиотекой RF24, // и номера выводов nRF24L01+ (CE, CSN) #include DS3231 rtc(SDA, SCL); Time t; //#define TFT_CS 10 #define TFT_CS 8 #define TFT_RST -1 // you can also connect this to the Arduino reset // in which case, set this #define pin to -1! //#define TFT_DC 9 // DC=RS=A0- варианты обозначений вывода выбора регистра команд или данных. #define TFT_DC 3 Adafruit_ST7735 tft = Adafruit_ST7735(TFT_CS, TFT_DC, TFT_RST); // Option 2: use any pins but a little slower! #define TFT_SCLK 13 // set these to be whatever pins you like! #define TFT_MOSI 11 // set these to be whatever pins you like! //Adafruit_ST7735 tft = Adafruit_ST7735(TFT_CS, TFT_DC, TFT_MOSI, TFT_SCLK, TFT_RST); #include byte shift = 52; byte pinState; unsigned long pump[4];// массив с 4 значениями счётчиков секунд float m = 3600.0; unsigned int address = 0; int rc;// переменная для счетчиков unsigned long sumprim = 0; unsigned long sumsec = 0; byte i = 0; byte k = 34; unsigned int z = 0; byte b = B00000001; byte pumrcounter [4]; // массив для хранения состояний объектов, 1- откл., 0- вкл. int start = 0; // void setup() { rtc.begin(); radio.begin(); // Инициируем работу nRF24L01+ radio.setChannel(120); // канал передачи данных (от 0 до 127). radio.setDataRate (RF24_250KBPS); // скорость передачи данных (RF24_250KBPS, RF24_1MBPS, RF24_2MBPS). radio.setPALevel (RF24_PA_MAX); // мощность передатчика (RF24_PA_MIN=-18dBm, RF24_PA_LOW=-12dBm, // RF24_PA_HIGH=-6dBm, RF24_PA_MAX=0dBm) radio.openWritingPipe (0xAABBCCDD11LL); // Открываем трубу с идентификатором для передачи данных // Для установки времени- раскомментировать нужные строки //rtc.setDOW(1); // День недели //rtc.setTime(21, 20, 0); // Время, в формате 24 часа. //rtc.setDate(29, 10, 2018); // Дата, 29 октября 2018г. tft.initR(INITR_BLACKTAB); // initialize a ST7735S chip, black tab // Use this initializer (uncomment) if you're using a 1.44" TFT //tft.initR(INITR_144GREENTAB); // initialize a ST7735S chip, RED rcB tab tft.setTextWrap(false); // Allow text to run off right edge tft.setRotation( 2 ); // for BLACK PCB and RED tft.setRotation(0) or not. tft.fillScreen(ST7735_BLACK); // очистка экрана DDRD = DDRD | B00000000; PORTD = PORTD | B11110000;// программная подтяжка работает, высокий уровень- // контролируемые объекты "не работают", во все 4 старших порта D записана "1", не идет счет. for ( rc = 0; rc > 4) & ( b << rc ); if (pumrcounter [rc] != pinState) { // и если не соответствует, то pumrcounter [rc] = pinState; // присвоение переменной состояния бита порта нового значения 1/0 } // индикация состояния объектов контроля цветом // BLUE- это небольшой глюк имеющегося экрана ( или библиотеки? ), перепутаны RGB и BGR. if (pinState == ( b << rc )) { tft.fillRect(15, ((rc * 10 + shift)), 7, 7, ST7735_BLUE); // для счета по низкому уровню поменять GREEN на BLUE } else { tft.fillRect(15, ((rc * 10 + shift)), 7, 7, ST7735_GREEN); // для счета по низкому уровню поменять BLUE на GREEN pump [rc] += 1; // добавляем в счетчик времени работы 1 секунду } } k ++; if ( k == 36 ) { k = 0; tft.fillRect ( 30, shift, 97, 40, ST7735_BLACK ); // очистка области вывода времени наработки tft.fillRect ( 60, 120, 73, 7, ST7735_BLACK); // и даты tft.setCursor ( 60, 120 ); // установка позиции курсора tft.print(rtc.getDateStr()); // вывод даты на экран LCD for (rc = 0; rc < 4; rc ++) //вывод показаний наработки в целых, десятых и { tft.setCursor ( 30, rc * 10 + shift );// сотых долях часа со сдвигом на экране вниз на 10 пикселей tft.println(pump [rc] / m); } // запись "сырых" значений наработки (в секундах)в EEPROM ////////////////////////////// for (rc = 0; rc < 4; rc ++) { EEPROM.put(address, pump [rc]); address += sizeof(float); // инкремент переменной адреса записи } } // отправляем данные по радиоканалу из data указывая сколько байт надо отправить. if ((k == 6 ) || (k == 18 ) || (k == 30 )) { unsigned long data; radio.write(&start, sizeof(start)); for ( i = 0; i < 4; i ++) { data = pump [i ]; radio.write( &data, sizeof( data)); } } } Небольшие замечания в конце. Счёт идет при низком логическом уровне на входах. Сопротивления подтяжки R2-R5 36 кОм для варианта с фоторезисторами GL5516. В случае фототранзисторной оптопары и реле, поставить 4,7- 5,1 кОм. Загрузчик Arduino Nano v3.0 заменён на Arduino Uno с помощью программатора TL866A для корректной работы сторожевого таймера. Фьюзы поправлены для работы при напряжении выше 4,3 В. Внешняя цепь сброса R6 C3 не использовалась. В примере программы частота передатчика не соответствует нелицензируемому диапазону, диапазон 2,4 МГц ограничен частотами 2400.0—2483.5 МГц. Диапазон передатчика E01-ML01DP05 составляет 2400- 2525 МГц. Ширина полосы одного канала- 1 МГц, при настройке скорости как "RF24_2MBPS" будет занят указанный radio.setChannel(120) канал и следующий, т.е. полоса будет 2 МГц.