Name: Умный дом. Часть шестая
Item: Умный дом. Часть шестая
Author: WHITE

Приступаем к самому интересному – объединению в единую систему удаленного контроллера, преобразователя интерфейсов USR-TCP232-24-EN и локальной сети Ethernet. На всякий случай напомню, что с подробным описанием преобразователя интерфейсов и удаленного контроллера, а так же их настройками, можно ознакомиться в четвертой и пятой частях нашего цикла статей.

Как уже ранее отмечалось, мы будем подключать наши устройства к существующей локальной сети, в состав которой входят ADSL-модем, Wi-Fi роутер, персональный компьютер, а так же другие устройства, имеющие как кабельный, так и беспроводной интерфейс связи. Разумеется, общая структура существующей у вас домашней локальной сети роли здесь особой не играет, главное условие – это свободный порт в роутере или коммутаторе для подключения кабеля Ethernet от преобразователя интерфейсов USR-TCP232-24-EN и наличие в сети любого компьютера или ноутбука, работающего с операционной системой Windows для установки программы контроля и управления. Применительно к нашей схеме, это будет выглядеть следующим образом (рис. 1). В крайнем случае, можно компьютер или ноутбук подключить «напрямую» к преобразователю интерфейсов сетевым кабелем.

К сегменту сети RS-485 (на схеме выделено зеленым цветом) относится удаленный контроллер, имеющий цифровые и аналоговые входы / выходы. Таких контроллеров в сети может быть разное количество, но в данном случае мы рассмотрим использование одного контроллера.

К сегменту сети Ethernet относятся все остальные устройства, линии связи между которыми выделены синим цветом. Преобразователь интерфейсов USR-TCP232-24-EN является шлюзом между этими сетями.

Программное обеспечение, обеспечивающее работу всей системы в целом, установлено на ноутбуке с операционной системой Windows XP. Условная линия связи между управляющей программой и удаленным контроллером на схеме выделена красным цветом.

Для демонстрации работы системы к выходам контроллера подключаем четыре светодиода, датчик температуры DS18B20, аналоговый вход соединяем перемычкой с общим проводом. Так же к общему проводу подключаем перемычку, которой будем имитировать замыкание того или иного входа. Соединяем удаленный контроллер четырех жильным кабелем (витой парой) с преобразователем интерфейсов. Одна пара будет задействована под линию связи интерфейса RS-485, по другой паре на удаленный контроллер подается напряжение питания 12В. На рис. 2 показано, как выглядит наша тестовая схема после выполнения всех подключений.

Следующим этапом является установка программы на компьютер. Для этого нужно просто распаковать архив в любую директорию на жесткий диск. Открываем папку «Smarthome» и в ней запускаем файл Smarthome.exe. На экране должно появиться окно (рис. 3)

Пока мы не видим здесь никакой информации, так как на удаленный контроллер не подано питание. Рассмотрим основные элементы этой тестовой программы.

Состояние входов. Номера цифровых входов идут слева направо. Если определенный вход замкнут, то окно его индикации имеет красный цвет и цифру 1, если разомкнут – зеленый цвет и цифру 0.

Управление выходами. Для управления каждым выходом имеются кнопки «Включить» (ON, красного цвета) и «Отключить» (OF, зеленого цвета). Сигнализация состояние включенного выхода – красный цвет и цифра 1, отключенного – зеленый цвет и цифра 0.

Уровень напряжения. Показания значений аналогового входа, который является 8-разрядным АЦП с входным напряжением 0…5В. Диапазон индикации значений 0…255. Для использования входа АЦП в качестве вольтметра напряжения в сети необходимо сначала это напряжение выпрямить с помощью диодного моста и привести его к значению до 5В (при показаниях 255) резистивным делителем.

Температура. Значение температуры от датчика DS18B20 в диапазоне -50….+99 градусов.

Номер контроллера. Контроллер, с которым в настоящий момент работает программа. Так как у нас используется только один удаленный контроллер, это значение всегда равно #1.

Вести журнал событий. При установке флажка этой функции, все события записываются в текстовый файл Log.txt, который является журналом событий с отметкой даты и времени.

Подаем питание на контроллер и, если все сетевые настройки преобразователя интерфейсов выполнены правильно, в окне программы будет показана сигнализация состояния входов и выходов, а так же значение по аналоговому входу, значение температуры и номер контроллера (рис. 4) Эти же значения будут отображаться и на дисплее удаленного контроллера.

Установим флажок в поле «Вести журнал событий» . Соединим вход 1 перемычкой с общим проводом и кликнем мышкой с интервалом в несколько секунд по кнопкам ON2 и ON4. Сигнализация входа 1 и выходов 2 и 4 с зеленой смениться на красную (рис. 5). На удаленном контроллере включаться второй и четвертый светодиоды, и, соответственно, изменится индикация положения входов и выходов на дисплее контроллера (рис. 6).

Остановим выполнение программы или в процессе выполнения программы (как и показано на рис.6) откроем файл Log.txt. Там можно будет увидеть следующую информацию (рис. 7)

Из этого журнала следует, что в 22:19:35 был замкнут первый вход (Входы: 1000), затем в 22:19:46 была включена вторая нагрузка (Выходы: 0100) и в 22:19:55 включена четвертая нагрузка (Выходы: 0101). Следует отметить, что записи в журнал заносятся только по какому-либо событию, а так же по изменению показаний АЦП или температуры.

В конце статьи приведены ссылки на программу управления для компьютера и прошивку удаленного контроллера, так что можете дальнейшие эксперименты попробовать провести самостоятельно, заодно и потестировать программу. А в завершающем выпуске нашего обзора мы подведем итоги по всему представленному материалу, а так же рассмотрим некоторые моменты по практическому применению рассмотренных схем в реальной системе «умного дома».

Начало и продолжение материала читайте здесь:

4 WHITE (24.02.2014 03:23)

Спам

Подскажите, можно ли для проверки работоспособности подключить контроллер к ноутбуку через преобразователи USB-RS232---RS232-RS485 ?
Свяжется ли программа управления с контроллером? Нужно ли как-то прописывать, устанавливать порты при таком соединении?

2 deniss1900 (14.10.2012 10:08)

Спам

Подскажите как прикрепить фото примера построения программы к данному материалу?

1 deniss1900 (14.10.2012 08:42)

Спам

Добрый день! Все просто супер. Спасибо автору. Вот написать бы софт универсальный с поддержкой десятка контроллеров. Кучей настроек и комбиаций для входов-выходов.

3 Admin (14.10.2012 19:01)

Спам

Возможно, что так и будет, планируется поддержка до 10-ти контроллеров. Ведь это пока представлен только тестовый вариант. А на большее количество контроллеров уже имеет смысл задействовать какую-нибудь SCADa, но для дома это вряд ли понадобится.

Что касается фото, в комментариях к статье их прикрепить невозможно, поэтому лучше завести тему на форуме и размещать все вопросы там. А возможно, на форуме сделаю даже отдельный раздел для темы "умный дом", т.к. тем может быть несколько - контроллеры, программное обеспечение, исполнительные устройства и т.д.