Monitorar a temperatura em um local remoto por meios "improvisados"


Em 2019, quando era possível sair sem passe, fui solicitado a fazer um monitoramento remoto da temperatura na casa da vila. As condições foram as seguintes. Há uma casa particular com internet, na casa há uma caldeira a gás para aquecimento. A caldeira mantém uma certa temperatura no sistema de aquecimento, ligando e desligando periodicamente. No estado desligado, o pavio de espera está ativado. O exaustor é instalado com erros; portanto, um vento forte sopra periodicamente o pavio e o aquecimento para de funcionar. Para que no inverno a água no sistema de aquecimento não congele, é necessário acender manualmente o pavio.

Nesta casa, as pessoas aparecem uma vez por mês, então você não pode ficar sem um sistema de monitoramento. A seguir, a declaração do problema e sua implementação da maneira mais "preguiçosa" que encontrei em 2 meses.


Declaração do problema
Se o pavio se apagar, a temperatura na casa começará a cair gradualmente. Quando cair abaixo de 15 graus, envie uma notificação de "email" para o "cliente". O próprio "cliente" toma uma decisão, quer ir sozinho ou ligar para os vizinhos que acendem o pavio. Condição principal: “Sem configuração. Eu trouxe, liguei e tudo funciona. ”

Seleção da base do elemento
Eu tinha 2 meses para o desenvolvimento (a tarefa foi definida no outono, estava longe de ser geada). Nesta situação, o ESP8266 implora por si. Há Wi-fi em casa, as bibliotecas para medir a temperatura são escritas para vários sensores. Eu tinha um sensor de temperatura ESP e DS18b20, então adiei este projeto por um tempo devido ao trabalho no trabalho principal. Quase dois meses se passaram e era hora de entregar uma solução pronta, mas não iniciei. Olhei em volta e decidi usar uma solução pronta com algumas modificações. Eu tinha um controlador doméstico inteligente baseado em Z-Wave gratuito. Ele consiste em RaspberryPi e uma placa de expansão, o que o torna um controlador doméstico inteligente. RaspberryPi comprado no Avito por 1500r. meio ano atrás, e eu tinha uma placa de expansão usada. Novos custos 6000r.



Se você comprar tudo na loja, o preço é de cerca de 13000r. e é chamado de "Controlador RaZberry".
Eu não tinha um sensor de temperatura pronto compatível com a onda Z.

Eu fiz isso com base no ZUNo (na loja por volta de 3000r., Recebi um dos protótipos de graça) e um sensor de temperatura selado DS18B20.


O ZUNo é uma placa compatível com Arduino com um transceptor de rádio embutido. O esboço para ela foi tirado sem alterações no site do fabricante ( https://z-uno.z-wave.me/examples/1-wire-ds18b20-temperature-sensor/) A partir deste esboço, o ZUNo pesquisa o sensor de temperatura a cada 30 segundos e envia uma notificação ao controlador via rádio. O ZUNo não dorme enquanto aguarda. Sou eu que o esboço é primitivo, não economiza recursos nem no próprio microcontrolador nem na eletricidade. Mas ele faz exatamente o que eu preciso!
O ZUNo é preenchido “perfeitamente” com adesivo hot melt em uma caixa de plástico.

Ele tirou 2 fios do gabinete: alimentado por USB e um sensor de temperatura. Acabou de forma confiável, por isso não é assustador abandoná-lo e parece decente.

O controlador conectado via cabo Ethernet ao roteador. O cabo não pôde ser usado. RaspberryPi pode usar Wi-fi. Mas como o principal requisito foi "ativado e esquecido", não corri riscos ao pré-configurar a rede wi-fi no raspberryPi.
O RaspberryPi foi conectado a uma carga de 2 ampères do telefone. O sensor de temperatura consome até 50 mA, portanto, é conectado ao conector USB do RaspberryPi.

Configuração de framboesa
A imagem foi tirada daqui storage.z-wave.me/z-way-server chamada "razberry.img.zip".
Em seguida, instalei a imagem no cartão SD do RaspberryPi.
Se o RaspberryPi for iniciado, o servidor Z-way (software doméstico inteligente) também será iniciado. Mas é uma versão antiga, precisa ser atualizada. Nas configurações, há um botão para atualização, mas ninguém o usa e ele não funciona.

É muito mais "conveniente" usar as instruções para atualização. Ela está neste endereço. Para inserir os comandos descritos neste manual, você precisa abrir um terminal no RaspberryPi. Isso pode ser feito via ssh ou conectando um monitor a um teclado. O segundo monitor e teclado estão sempre comigo, ao contrário do roteador, então escolhi a segunda opção. Como estou desenvolvendo um sistema incorporado autônomo, é necessário fornecer um cronômetro de vigilância para aumentar a confiabilidade. Mesmo assim, o RaspberryPi não é um controlador industrial e o sistema Z-wave, também não é recomendado usá-lo em decisões críticas; contarei com congelamentos periódicos, que só podem ser encerrados reiniciando o software ou o sistema operacional inteiro no RaspberryPi. Vou reiniciar todo o sistema operacional todos os dias às 12:00.
Para fazer isso, adicionei uma linha ao arquivo executado após o início do sistema operacional.
#sudo vi /etc/rc.local
shutdown -r 12:00

Comandos vi básicos
se eu quiser repetir e esquecer
"i" - comece a digitar vi
": wq!" - salvar e sair do vi

O sensor de temperatura montado com base no ZUNo também não é o ideal; se você o conectar ao RaspberryPi, ele será reiniciado todos os dias. Assim, melhora significativamente a confiabilidade do sistema como um todo. O sistema operacional permanece o ponto fraco. Se congelar e não reiniciar às 12:00, não há nada a ser feito. Tem que chamar um "especialista" para distorcer a comida. No entanto, este sistema operacional foi testado e depurado melhor do que os outros componentes deste projeto (espero). Você tem que correr esse risco.

Configuração do software do servidor Z-way

Para inserir a parte gráfica do software do servidor Z-way, ele energizou o equipamento e, após alguns minutos, utilizou o serviço. Este serviço procura RaspberryPi com um servidor Z-way em execução na rede local e exibe seus endereços IP. Você também pode conectar-se a um RaspberryPi remoto aqui. Para configurar isso, escolhi um RaspberryPi local. Defina um nome de usuário e senha e lembre-se do ID de seis dígitos. Isso é suficiente para uma conexão remota.

ID para conexão remota.

1) Adicionado um sensor de temperatura. Esta é uma ação padrão.

2) Aplicativos adicionados-> Aplicativos locais-> Email ME

3) Especificou o nome do elemento e o endereço de email com o texto da carta
4) Adicionou a condição sob a qual a carta será enviada. Nada muito complicado.


Verificação final
Conectou o RaspberryPi a um roteador através de um cabo, energia aplicada, conectou um sensor térmico.
Eu esfriei o sensor de temperatura e recebi uma carta, depois mais uma e outra. Enquanto a temperatura estiver abaixo de 15 graus, o "cliente" receberá cartas. É bom, você não vai perder. (Olhando para o futuro, direi que o cliente também não recebeu e-mails, por isso recebi várias centenas de cartas da minha "ideia". Meu cliente de e-mail as colocou convenientemente em cadeias e não causou nenhum desconforto).
Para ver rapidamente a temperatura da casa no telefone, instalei o aplicativo Z-way.

Não posso dizer que é rápido, conveniente, mas permite que você se conecte remotamente ao servidor Z-way no RaspberryPi e observe a temperatura.

Sumário
Durante duas noites, olhando ao redor, montei um sistema de monitoramento de temperatura para um objeto remoto. Anteriormente, o ZUNo e o controlador Razberry eram considerados brinquedos caros. Porém, após a remoção solene do meu equipamento do posto de "combate", onde várias vezes determinou o mau funcionamento do sistema de aquecimento durante o inverno, fui respeitado por esses produtos. E há algo a respeitar. A Internet e a luz desapareciam periodicamente, mas após a retomada do arquivamento, a comunicação era restaurada. Agora, desmontei esse "complexo" em peças de reposição e entendi sua principal força. Tendo uma placa controladora Razberry que pode ser inserida no RaspberryPi ou através de um adaptador UART em qualquer computador, um ou dois ZUNo, um conjunto básico de sensores e atuadores mais simples, você pode resolver rapidamente o problema.Não gosto da palavra "fácil" e não tenho a experiência de usar equipamentos "inteligentes" de outros fabricantes, mas em dois dias recebi um conjunto pronto de equipamentos que é suficiente para conectar à energia, além de um aplicativo em um smartphone, um aplicativo da web em um computador e notificações por e-mail.

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