Как автоматизировать свой дом на товарах с Алиэкспресс (ESP8266 и другие товары)

Все товары приобретались на Алиэкспресс. В последствие кое-что брал не там. Сказали бы 2 года назад, что буду на Али покупать товары и сделаю, то о чем пойдет речь, я бы не поверил. Паяльник более 20 лет в руках не держал. Первый СССРовский комп сам паял, а потом появились PC и паяльник в сторону.


Долго не решался написать статью. Не знал с чего начать. Устройство собрано не из одной детали, да и паяльную станцию пришлось купить. И демо сервер дома так и не запустил, для того чтобы Вы могли все посмотреть на интерфейс управление. А для написания интерфейса пришлось его все равно писать, так как разрабатывать таким образом было быстрее.

Учитывая то, что в некоторых случаях купить одну деталь не реально или просто дорого, то приходилось брать партию и получилось довольно дорого. Благо, друзья доверились мне и мы совместно покупали детали. К примеру, печатные платы обошлись в $25. Хотя, готовое решение по деталям не дорогое, больше стоит сама прошивка и сборка, если оценивать то, что ручная пайка. Поэтому, цену не пишу. Но, если кого заинтересует, можем скооперироваться и заказать, например печатные платы, чтобы они обошлись дешевле. Китайцы их без оплаты доставки не делают и за каждые 5 плат $2 за доставку и $5 за платы. По стране посылки идут 10-15 дней. Ладно, к делу, а то эти расчеты скуку наводят.

В начале года достал меня контроллер, который управлял бойлерной. К нему надо было ходить и на экране в 2 строках листать параметры. Решил собрать то, что мне надо и с моими требованиями к изделию и хотел управлять через компьютер. Первым делом заказал Arduino и пока посылки шли, искал код, как это все программировать и в одной статье вычитал, что есть такая штука ESP8266. У нее сеть на борту и памяти вагон и тележка. Решил заказать, так как цена сравнима с Arduino. Порядка 120 руб.

Купил ESP12F и плату для модуля.

Получилось как всегда, сапожник без сапог и первое устройство собрал не для себя, а для друга. Он позднее сделал видео, я даже не ожидал, что видео такого качества будет. В ролике есть все, что я мог бы нудно описывать в статье видео тут

Но я же хотел сделать устройство для себя и начал пытаться подбирать компоненты:

1.блок питания довольно компактный 5В 700мА
В последствие, брал еще такие блоки питания. Дешевизна объясняется некачественными конденсаторами, поэтому приходится заменять. Одно слово — Китай. Но блоки хорошо держат ток и напряжение, поэтому их теперь беру постоянно.

2.модуль для получения 3.3В из 5В

3.макетная плата 50х70

4.DS3231 часы реального времени

5.Расширитель портов PCF8574

6.Клемник KF301-5.0-2P

7.Клемник KF301-5.0-3P

8.Датчики температуры DS18B20

9.Релейный модуль 4 канала

Остальные детали были выпаяны из старых материнских плат.

Flash память беру тут

Получилось вот такое чудо
вторая сторона

Собирал несколько таких устройств, но монтировать их хотелось на что-то приличное и нашли крепеж на дин рейку. И получилась такая вот красота

И вот дело к осени, а дом надо будет топить и начал сборку для себя. Решил пойти намного дальше и заказали в Китае заводские платы. Так и ошибок меньше и качество на лицо. Причем, для модулей тоже сделали платы, они с одной стороны короче на 5мм. С другой на 1-2мм и, самое главное, резисторы и конденсаторы, которые надо, добавили. С другой стороны платы для модуля ESP12F, добавили возможность для подключения SD карты. Получилась красота

Показал друзьям, которые сотовые телефоны ремонтируют, они долго приглядывались «не паял 20 лет, вышло хорошо, все удивлены»


Вставил на рейку

В ходе разработки устройства, были несколько вариантов с разными возможностями и поэтому на плате разведены дорожки. Это позволяет у модуля ESP12F задействовать еще 2 контакта. Но, так как я подключил расширители портов, то получилось нецелесообразно тратить время на пайку мелких деталей. Времени было потрачено уйма, но зато теперь простым движением по экрану смартфона, планшета или компьютера можно управлять бойлерной. В планах дотянуть провода до зала и с этого же контроллера управлять освещением. Управление уже заложено в прошивке. Можно управлять розетками и многим другим. Самое главное, интерфейс получился универсальным, под любую задачу.

Печатные платы мы заказывали под варианты устройств:
1.3 или 5 портов
2.11 или 13 портов
3.19 или 21 порт
4.35 или 37 портов
и теперь пытаюсь прикрутить к этому делу GSM модем и буду знать, что дома температура упала или буду включать/выключать то, что хочу.

Самое большое количество заданий, выполняемых на данный момент, 28 штук. Это очень приличное значение. На днях будем подключать 15 тэнов у друга. Дальность кабелей около 100 метров. Мне самому интересно, будет ли это маленькое чудо работать на таких расстояниях.



Главное достоинство — это не надо никаких приложений и Интернета. Все управляется по WEB интерфейсу, а подключение по WiFi. Если дома роутер, то устройство может подключаться к нему и будет доступно всей семье. Мы баловались параллельно включая-выключая свет.

Далее фото по интерфейсу управления устройством. Фото со списками заданий, портов, устройств и так далее, не выкладываю, но ограничений на добавление не делал.

раздел настройки

главная страница, можно управлять быстро в один клик простыми устройствами: лампы, розетки и т.д. Выводится информация с температурных датчиков. Опечатка была сделана намерено, чтобы показать, как просто пользователь может изменить сам.

Экран настройки задания. Может быть выбрано один или несколько параметров, по которому будут выполняться действия. Можно заменить управление бойлерной, кондиционером, инкубатором и т.д. Ограничений применения нет.

в простых устройствах все просто, указываем порт и вперед

периоды времени было решено сделать отдельно, так как, многие задания просто ссылаются на него и можно кучей заданий управлять одним махом. Например, день, ночь и так далее. Есть и плюсы и минусы такого подхода. Раньше, когда для хранения применял всего 4000 байт, это было актуально. Теперь, мегабайт точно можно для этих целей задействовать, но тогда оперативки не хватит крутить это все. Но после последних изменений в ПО, периоды времени можно сделать и чисто в задании, хотя получится громоздко. Тут буду допиливать, чтобы было удобно по-всякому. Это повлияет на логику загрузки, а памяти не займет вообще.

параметры включения родились самыми первыми, у друга аквариумы и он попросил «сделай плавное включение и выключение», а то рыбки шугаются.

устройства тоже сделаны как отдельный список, так как, одним и тем же датчиком можно управлять разными заданиями

порты тоже могут использоваться в разных заданиях и в зависимости от реле имеют свои настройки как ШИМ, так и инверсия. Так же существует двухтактное включение, ниже будут схемы работы «Многотактное включения».

настройки времени

настройки WiFi. С устройством можно работать, как на прямую так, и через домашний роутер.

управление конфигурацией. Тут все стандартно, как принято. Но я реализовал одну функцию, которая позволяет с другого устройства загрузить настройки в новое. К примеру, вы решили обновить модуль. Новый модуль подключается к старому и получаем копию устройства и далее старое устройство(только маленький модуль) в ремонт или копия устройства в другое место.

некоторые настройки, которые позволяют мне тестировать устройства и защитить от копирования.


платы заказывали тут

Фото умного сетевого фильтра, а то запинают то, что не показал.



Устройство управления светом в аквариуме




Многотактное включение
Все возможности включения родились из практики работы устройств.

При создании умного фильтра (фото чуть выше), я столкнулся с тем, что при включение светодиодного прожектора всего 30Вт, реле стали залипать.
Из пяти собранных сетевых фильтров, на одном такое проявилось. Заменил реле, но потом другое реле то же залипло, а потом и то которое поставил. Мне много советовали разных вариантов, ничего не помогло. Думал у меня такой прожектор. Но после установки системы для управления светом в ресторане гостиницы, чтобы бармен и диджей могли управлять освещением(могут управлять одновременно), на их светодиодных прожекторах, реле тоже залипали (реле из разных партий). Я не долго думая, решил поставить симисторы и был удивлен, что при выключенном симисторе, обычная светодиодная лампа светится, а мой прожектор периодически мигает. Друг рассказал, что у симисторов ток утечки большой. И так в ноябре решили сделать двухтактное включение.

Схема выглядит так

Что мы получили от этого
1.Если реле не включено то, ток не течет, а значит светодиодные потребители не мигают и не горят.
2.Если симистор не включен, то и при включении реле, ток на контактах реле маленький, равен току утечки на симисторе и контакты не пригорят.
3.Симистор включается при прохождении фаз через 0.
Первым включается реле, а потом симистор.

После дискуссий и непонимания того, что я написал. Вторая схема как это можно применить

Что мы получили от этого
1.Для светодиодных осветителей, это не подойдет. Будут или мигать или светиться тускло.
2.Симистор примет на себя основную нагрузку, если реле включать вторым.
3.По идее, можно обойтись не очень большим радиатором, так как через симистор будет течь ток кратковременно.
4.Симистор сгорит при большой нагрузке, если реле выйдет из строя. Вероятность очень мала, так как, при больших нагрузках примеряются пускатели, но все же.
5.Экономия налицо, при работе большой нагрузки, потери около 2В на симисторах. У меня дома 3 фазы на тэне у бойлера, ток 11А. А это значит 22Вт. Таких тэнов 2. Значит потери 44Вт. Нужен хороший радиатор. Пускатель будет потреблять меньше.

Третья схема сочетает в себе оба предыдущих варианта. Но, как всегда, все кричат и пинают. Типа для большой нагрузки расточительство — ставить 2 пускателя. Но я говорю делайте, что хотите, кому как нравится. Программный код займет мало места, а функционал будет.

1.Включение первого пускателя/реле без огромных токов.
2.Симистор можно поставить на небольшой радиатор.
3.Второй пускатель/реле при включении подменит в работе симистор и вся нагрузка будет течь через него.
Долгий срок службы пускателей и экономия денег при применении симисторов.

Дома использую обычные пускатели и однотактное включение, через MOC3063, так как, двухтактного включения не было и плату с симисторами так и не допаял. А в морозы экспериментировать не хочется. Отложил на весну и лето.