Простой Arduino-контроллер "чайника" - от макета до готового изделия (страница 3)

В какой-то мере эта тема является продолжением темы уважаемого ZORS, ARDUINO для автоматизации аквариума . По крайней мере, в том, что касается контроллера, который делаю я, пользуясь наработками, схемами и критикой из той темы.
Идея иметь некоторое контролирующее аквариум устройство у меня имелась давно. Устройство, которое обслуживало бы основные потребности аквариума (контроль света, температуры, СО2, возможно рН и подачу УДО) и было бы относительно простым в сборке и гибким для приспособления к своим индивидуальным нуждам.
Про платы Arduino я впервые прочитал пару лет назад точно, но как-то не решался приступить к ее изучению. Причем, если железо и схемы "чаво-куда-воткнуть" для меня еще более менее не страшны (закон Ома не менялся последние лет 150), то вот программная часть, прямо скажу, отталкивала, ибо я боялся не разобраться. По образованию и профессии я весьма далек от программирования. Последний раз году в 1989-90 в школьном кружке работал на Бейские и (могу ошибиться) на Фортране.
Толчком послужила тема, которую я уже указал, где ТС и другие участники все подробно разжевали и в рот положили, ну а проглотить - это уже дело индивидуальное.
Вот о процессе глотания и пойдет речь. Ну, в смысле, что у меня получилось из ардуины.

Как и что сделать - найти в инете не трудно. Но кое-какими основными этапами поделюсь. Правда, у меня не Винда, а Linux Mint 17, так что делайте поправку на это. И еще: я экспериментировал с Nano и Atmega8. Какой будет результат с другими - я не знаю.
Итак, основные шаги.
1. Взять бубен.
2. Отредактировать файл boards.txt чтобы Arduino IDE могла работать с выбранным контроллером Atmega. В линуксе файл расположен в /usr/share/arduino/hardware/arduino, в Винде как-то так же, только надо искать в папке Programm Files/Arduino/... и т.д. Как отредактировать - это есть в яндексе, ищется без труда.
3. Залить специальный скетч на плату ардуино. Для этого как обычно подключаем Ардуино, открываем в Arduino IDE Файл-Примеры-ArduinoISP и заливаем его как обыкновенный скетч.
4. Лезем в Сервис-Плата-выбираем соответствующий микроконтроллер (он появится в списке после правильного редактирования boards.txt в п.2). Потом лезем в Сервис-Программатор и выбираем "Arduino as ISP".
5. Подключаем ардуину к микроконтроллеру. Инфа тоже есть, но тут я остановлюсь подробней. Нужно обязательно найти датащит микроконтроллера, чтобы ориентироваться в его выводах. Поключить питание очень просто: VCC к VCC, а GND к GND. Далее подключаем PC6(Reset) контроллера к Digital10 ардуины, а Digital 11, 12 и 13 контроллера - соответственно к Digital 11, 12 и 13 ардуино (или MOSI, MISO, SCK соответственно). Можно и через гребенку ICSP, которая есть на ардуино нано, но я не нашел инфу о ее распайке и рисковать не стал.
6. Теперь пишем или грузим скетч, который хотим залить в микроконтроллер.
7. А теперь внимание! Чтобы залить скетч в микроконтроллер, надо жать не кнопочку "Загрузить", а выйти в Файл и выбрать "Загрузить с помощью программатора".
8. Наслаждаемся своей гениальностью.
А теперь вопрос к настоящим знатокам. Почему при заливке по такой схеме в atmega8 скетча для моргания диодом этот самый диод моргает раз в пять медленнее (delay стоит 1000, а реально проходит не менее 4-5 сек)? "Хеллоуворд" и часики работают без проблем.

Изменено 3.2.15 автор Дядька-рыбомор

Дядька-рыбомор
Почему при заливке по такой схеме в atmega8 скетча для моргания диодом этот самый диод моргает раз в пять медленнее

dkozyrev

Немного влезу в тему хотя и начинающий Ардуинщик . Вопрос просто задам. Для чего покупать Ардуинки типа mini (promini) докупать к ней модуль для загрузки, если вобщем то домашние поделки все штучные. К чему я это. Когда приобрел МегуР3 начал вкорячивать в свой корпус то понял - что погорячился, достаточно и меньше ибо входоввыходов в nano, mini достаточно, pwm тоже есть немного. Итак решил mini - покурил форумы, ну к чему это 16кб памяти при 120 рублях цены. Nano -32кб (неоплные) уже чт ото и загрузчик есть и размер чутку больше и всего 170 руб. Я понимаю AtMega если достаточно без навенсного использовать (без конденсатовро, резонатора и резисторов) но ниша mini для единичных изделий непонятна. Ни памяти ни цены меньшей, остаётся размер?

Thorn-deep

dkozyrev

сообщение dkozyrev
МК у вас тактируется от внутреннего RC-генератора, который может 1,2,4,8 МГц давать, что фьюзами определяется. По умолчанию с завода 1МГц было, а реально разберитесь какие фьюзы в него прошили из boards.txt.

Все-таки RC-цепочки (тем более встроенная) вещь не очень точная, как я понимаю.

Дополнения к моим предыдущим изыскательным работам по прошивке микроконтроллеров.
1. На найденом мною конструкторе формируем файл .hex и блок для коррекции файла boards.txt в соответствии с параметрами вашего микроконтроллера, используемого резонатора и пр.
2. Файл .hex качаем в папку /usr/share/arduino/hardware/arduino/bootloaders/optiboot (не забываем, у меня OS Linux, на винде тоже нечто подобное в Programm_Files), вносим исправления в файл boards.txt расположенный по пути /usr/share/arduino/hardware/arduino
3. Открываем Arduino IDE, убеждаемся, что внесли изменения правильно (появление новой микросхемы в списке).
4. Программируем имеющуюся ардуино как программатор (уже писал об этом).
5. Выбираем свою плату, обозначаем в качестве программатора Arduino и жмем "Записать загрузчик". На нам микроконтроллер пишутся выбранная конфигурация фьюзов. Можно и через консоль прошить, но пока не пробовал.
6. Заливаем свой скетч в МК
7. Наслаждаемся своим умом и сообразительностью
Таким образом я прошил контроллер под внешний кварц 16 МГц (подключенный к соответствующим выводам через кондеры 22 пФ на землю). Светодиод "блинкает" через 1000 мс явно правильно посекундно.
Также разобрался с ШИМ на atmega8, все замечательно работает.
ЗЫ. Может, знатоки вопроса поднимут меня на смех, но я же чайник, и не обижусь. По крайней мере, надеюсь своими изысканиями облегчить труд таких же чайников. Просто в инете нет такой инфы, собранной в одном месте, приходится перелопачивать кучу сайтов.

Изменено 6.2.15 автор Дядька-рыбомор

Теперь об аппаратных багах в своей предыдущей конструкции (которой и посвящена тема).
До окончательной установки "в коробочку" все пракрасно работало, в т.ч. и кулеры для воды и лед-драйверов. Вчера решил побаловаться с кулером для охлаждения воды 9раньше он просто не был подключен, а я решил подготовиться к лету). И неприятно обнаружил, что он все время остается включеным, пока работает кулер для драйверов. Перелопатил весь код - все там правильно, да и раньше все же работало корректно. Да и реле, отвечающее за водяное охлаждение не включено, а напряжение на кулер как-то подается. Покопался, и нашел вот что.

Это фотка силового блока. Обратите внимание, что два стабилизатора LM317 соединены одним общим радиатором. И я вспомнил: по дадашиту мне попадалось, что на этом стабилизаторе "хвостик" не изолирован, а соединен с каким-то выводом. Еще повезло, что ничего не коротнуло (видимо, на корпус подключен "выход" и напряжение с него подаввлось фактически на выход второго стабилизатора)! Просто на макете у меня было ДВА радиатора, один общий появился для экономии места. Выход был найден в виде пилки по металлу

которой я перепилил радиатор. Теперь все работает корректно.
Этот пример показывает, как на самом деле непросто доводить свои самоделки, все время вылезают или баги (чаще) или недокументированные фичи (реже).

Изменено 6.2.15 автор Дядька-рыбомор

Насчет питания - китайцы нынче предлагают за копейки DC-DC модули YEC SD200 и KIS-3R33S
Дешевле все на таобао, мне вот отсюда приехало 10 штук за $12 c доставкой. Буду пробовать применять.
В принципе такого модуля и одного хватит, но можно еще улучшить стабильность напряжения соединив последовательно импульсный и линейный стабилизатор. DC-DC в этом случае настраивается на 6,5В. В итоге линейный подавит пульсации импульсника, а сам будет значительно меньше греться, т.к. падение напряжения небольшое.

Сегодня собрал на макете свою последнюю "разработку" iAquaNano, только на прошитом через ардуино МК атмега-8. Все заработало, ура!

Теперь погоняю несколько недель, пока с e-bay придет вот такой экранчик ТМ-1637 . Я его попробую использовать в следующем контроллере для уменьшения габаритов. Заодно для питания ардуины протестирую DC-DC конвертер, он на фотке под макетной доской. Если выйдет без всяких радиаторов - все будет супер.
Кстати, доработал последний контроллер, поставив в него миниатюрный кулер 25 мм, который включается вместе со светом.

Запитал его от 5 В, работает на таком напряжении почти бесшумно, потребляет ток 50 мА (питания получил от коллектора транзистора BC337, который управляет реле).

сообщение Дядька-рыбомор

dkozyrev

Я, кстати, тоже в сторону Mini иногда смотрю. Для бытовых целей более чем достаточно. Пока в отпуске, решил с atmega8 побаловаться, пока доволен.
Так, закончил упаковывание iAquaNano в коробочку. Вот она, рядом с аквариумом на 20 литров стоит.

Произведем ее вскрытие

Очевидно, что ширину и высоту корпуса определяют самые громоздкие комплектующие, а именно: радиатор на богомерзком L7805 и LCD-экран. А так что ж, можно было и компактней сделать.
Сзаду у корпуса вход для 12 V и выход на LED-светильник, а также 3 кнопки управления (подсветка экрана, меню экрана, режим работы авт/ручн). В отличие от предыдущей конструкции все весьма минималистично, но так ведь и задачи очень ограниченные.
Теперь буду мозговать контроллер для совсем "нано", для 10 литров. Думаю уменьшить размеры за счет выкидывания LED-экрана (а на фига он нужен?, разве что время контролировать), разберусь с силовой частью (попробую опять LM317 или готовый DC/DC-конвертер) и сделаю схему на микроконтроллере atmega8-16pu.
Кстати, динамика аквариума под диодами за 2 месяца неплохая. Таким он был при запуске.

Да, совсем забыл показать от чего питается конструкция


Изменено 4.2.15 автор Дядька-рыбомор

сообщение Bwzs
А где бы увидеть схемку и скетч? Схемку если возможно как на iaqua тоесть нена единой плате а модулями. Ну или хотя бы схематично как-то.
Спасибо Вам за огромную работу!

Большая просьба к автору. Перезалить схему iAqua и если не трудно рассказать подробнее, как реализовано диммирование светиков. Программно и аппаратно

Прошу прощения за неоперативность, просто редко бываю на сайте, загружен работой по самое некуда.
ССылка на скетч iAqua тут , на схему iAqua тут
Вопрос про диммирование несколько странный, поскольку в нескольких местах было сказано про диммируемые драйверы MW LDD-1000H, которые управляются программно, есть целый кусок кода, который отвечает за диммирование.

А теперь любопытно посмотреть, что в итоге из этого роя вышло. Я имею в виду, что занялся контроллерами не ради самих контроллеров (хотя и не без этого), а ради аквариумов. После почти полугода использования контроллеров и диодных светильников имеем следующее.
20 литров было так

Теперь так

Проблемы, с которыми я столкнулся - это водорослевая вспышка: синезеленых, нитчатых, бороды, оленьего рога, да чего только не было. В связи с этим программно уменьшил интенсивность света и поигрался с длительностью и ступенчатостью светового дня. Была изменена и программа iAqua-nano, которую можно скачать тут
Для примера кусок скетча, задающий длительность и интенсивность света

//Установки параметров ШИМ
#define PWM_MIN 0 //минимальное значение ШИМ
#define PWM_MAX 80//максимальное значение ШИМ
#define PWM_MEAN 50 //промежуточное значение ШИМ утром и вечером
//Значения минут и часов в секундах
#define mn 60UL
#define hr 3600UL
const long LedOn = 15*hr;//основное время включения ШИМ диодов
const long LedMorning = 12*hr; //включение диодов утром
const long LedDurMorning = 3*hr;//длительность ШИМ утром
const long LedOff = 19*hr;//основное ремя выключения ШИМ диодов
const long LedDur = 15*mn;//длительность основного ШИМ при включении и выключении
const long LedEvening = 19*hr+15*mn; //начало выключение диодов вечером
const long LedDurEvening = 2*hr+45*mn; //длительность ШИМ вечером

Т.е. утренний и вечерний свет по интенсивности 50 (от макс.255), а дневной 80+50=130 (это дальше по программе будет видно). Т.е. примерно половина от максимального тока в 1 А.
Итого восход в 12:00, постепенно медленно интенсивность света увеличивается от 0 до 50 в течение 3-х часов. С 15:00 в течение 15 мин интенсивность быстро растет до 130 и светит до 19:00. Потом все происходит в обратным порядке.
В итоге все устаканилось, водоросли ушли, растения растут и радуют глаз. В общем, проект удался.

А так выглядит аквариум 90 литров, управляемый более навороченным контроллером iAqua

Проблемы были аналогичными: водорослевая вспышка, в основном борода, которая покрыла буквально все. Также уменьшил общую интенсивность примерно наполовину, поигрался с УДО, скорректировал NPK, и все постепенно прошло (если присмотреться, то на голове внутренника видна полоска бороды, так вот - так было покрыто все).
Таким образом, опытным путем я понял, что диодов можно было покупать в половину меньше. Зато освещение аквариумов достаточно равномерное, т.к. диоды в достатке распределены по всей поверхности.

А вы могли бы показать вашу схему блоков подключения для Arduino UNO?

сообщение Psalmir
А вы могли бы показать вашу схему блоков подключения для Arduino UNO?

Вот как раз таки драйвера светодиодов мне было интересно узнать как вы подключали, так как многие подключают не через реле а напрямую и управляют светом через шим, и когда шим выставлен на 0% светодиоды все равно имеют свечение, конечно не значительное - но все же...

А скетч последней версии могли бы показать?

сообщение Psalmir
Вот как раз таки драйвера светодиодов мне было интересно узнать как вы подключали, так как многие подключают не через реле а напрямую и управляют светом через шим, и когда шим выставлен на 0% светодиоды все равно имеют свечение, конечно не значительное - но все же...

А скетч последней версии могли бы показать?

А ночную подсветку вы не захотели делать?

И еще такой вопрос, продаются ведь дисплеи уже с кнопками, вы не захотели такой поставить?
Вот такой Ссылка

сообщение Psalmir
А ночную подсветку вы не захотели делать?

И еще такой вопрос, продаются ведь дисплеи уже с кнопками, вы не захотели такой поставить?

Дядька-рыбомор