Jak zaprojektować niezawodny system automatyki domowej na lata z interfejsem 1-Wire?

Fri Nov 28, 2014 10:10 pm   

Powoli zabieram się w końcu za prosty system automatyki domowej. Zacznę
od jednego modułu z interfejsem sieciowym (Ethernet), który będzie miał
za zadanie sterować światłem (triaki), przyjmować impulsy z fizycznych
włączników i PIR-ek (przez transoptory) oraz odczytywać temperaturę z
kilku DS18B20 na kilkunastometrowej magistrali 1-wire (tutaj też będzie
izolowany interfejs).

Oczywiście w przypadku takiej konstrukcji ważna jest niezawodność. Układ
powinien po zamontowaniu działać długimi latami (najlepiej dekadami) bez
konieczności serwisowania. I tutaj pojawia się pytanie zasadnicze: co
zrobić, żeby jak najbardziej zminimalizować ryzyko awarii?

1) Kondensatory. Raczej unikam stosowania klasycznych elektrolitów,
które po jakimś czasie mają tendencję do puchnięcia i wysychania. Jeśli
tylko jest to możliwe, w tej chwili korzystam z tantali w wersji SMD.
Tylko jak to właściwie jest z ich trwałością? Może tam, gdzie na linii
zasilania trzeba dać kilka-kilkanaście uF równie dobrze sprawdziłby się
kondensator monolityczny SMD? Ktoś tu chyba kiedyś pisał, że pod
względem ESR tak naprawdę nie ustępują one tantalom...
2) Zasilanie. Przede wszystkim mam tutaj na myśli zintegrowane,
miniaturowe przetworniczki do izolowanych interfejsów. Mają one jakąś
tendencję do psucia się, czy raczej można je uznać za mało awaryjne
elementy?
3) Izolowanie ścieżek. Warto pokryć spód płytki jakimś plastikiem 70,
czy raczej tego nie robić? Z jednej strony jest to doskonałe
zabezpieczenie przed kurzem i wilgocią (a w dodatku zwiększa stopień
izolacji pomiędzy ścieżkami). Z drugiej mocno utrudnia potencjalną
naprawę...
4) Może któreś z części układu warto wykonać w postaci odłączanych
modułów? Transoptory i optotriaki planuję zamontować w podstawkach. Może
powinienem także zmontować na osobnej płytce izolowany interfejs 1-wire?
To samo z zasilaczem - wedle obecnej koncepcji ma to być osobny moduł.

Coś jeszcze powinienem wziąć pod uwagę?

Fri Nov 28, 2014 10:18 pm   

On Fri, 28 Nov 2014 22:10:36 +0100, Atlantis <marekw1986NOSPAM@wp.pl>
wrote:

Przeglądałem dziś miniaturowe ac/dc w zasilaczach wtyczkowych, jeden
z producentów podawał mtbf 50000 hrs

--
Marek

Fri Nov 28, 2014 10:26 pm   

W dniu 2014-11-28 22:10, Atlantis pisze:



- Przez wyłączniki i przekaźniki sterujące tylko wejściami sterownika
przepuściłbym sensowny prąd minimalny - najlepiej zgodnie ze
specyfikacją elementu, jeśli nie ma wyspecyfikowanego to osobiście
poniżej 20mA bym nie schodził. Prąd jest potrzebny do samooczyszczania
się śniedziejących styków. Uciążliwe zjawisko zwłaszcza w elementach
miniaturowych, nie wymagających dużej siły do przełączenia (mikrostyki,
małe przekaźniki)

- Dla świętego spokoju lutowanie SnPb

Pozdrawiam,
Paweł

Fri Nov 28, 2014 10:28 pm   

On 28.11.2014 22:10, Atlantis wrote:


MLCC, są dostępne w takich pojemnościach, że można już powoli zapominać
o elektrolitach i tantalach. Jak będziesz tam miał jakieś w.cz. to zwróć
uwagę na rodzaj dielektryka (ostatnio gdzieś czytałem artykuł, że lepszy
jest C0G od X7R).


Wymieniałem tylko takie, które dostały strzał od pioruna albo były
długotrwale przeciążone.


Pracowałem dwa lata na serwisie różnistej automatyki i jakoś nie
zauważyłem Plastik70 to pikuś w porównaniu z fabrycznymi pokryciami.
Zdecydowanie bardziej naprawę utrudniają utlenione, sczerniałe i
rozsypujące się na proch ścieżki, które nie były zabezpieczone niczym i
jeszcze się komuś nie chciało zmyć topnika.


W systemach automatyki przeważnie rozdziela się zasilanie, jednostkę
sterującą i moduły i/o. Zalet tyle samo co wad - łatwe w naprawie i
umożliwia jakąś tam konfigurację, ale kłopotliwe w podłączaniu i trzeba
zwracać uwagę na jakość połączeń.


W profesjonalnym sprzęcie sprawdza się u producentów/dostawców czy
zapewniają przynajmniej kilka lat dostaw i wsparcia kluczowych elementów.

--
Pozdrawiam
Jakub Rakus

Fri Nov 28, 2014 11:05 pm   

Atlantis wrote:



Maksymalna perspektywa to pięć lat.
Po tym czasie albo się Tobie znudzi albo osiągniesz wiek w którym będziesz
stawiał na inne wartości niż jakieś mikroprocesory i inne
internety/ethernety.

To takie przmyślenia weekendowe.
jp

Fri Nov 28, 2014 11:13 pm   

exactly :)

A jeśli chodzi o awarie - zamiast stawiać na grzebanie i naprawianie,
zrobić po 2 dodatkowe szt. każdego modułu i po zabawie.
W ten sposób błyskawicznie przywraca się system, a uszkodzony moduł
można sobie w wolnej chwili naprawiać.

Sat Nov 29, 2014 12:05 am   

W dniu 28.11.2014 o 22:10, Atlantis pisze:

Tak kolego. Wydaje mi się, że nie uwzględniłeś kabelków.
Jak rozumiem nie zamierzasz modułów robić bezprzewodowych. Przynajmniej
tego nie napisałeś.
Jak rozumiem masz dom. Ewentualnie mieszkanie. Rozrysuj sobie plan
mieszkania/domu a potem zobacz ile kabli musisz położyć. Z tego co
piszesz wnioskuję, że chcesz robić system zarządzany przez centralkę
sterującą.
Jedno pomieszczenie to minimum jeden wyłącznik, min. jedno źródło
światła, min. jeden PIR, min. jeden Dallas. Jeśli w przyszłości
chciałbyś to rozbudować to powinieneś dołożyć min. jedno gniazdo, jeden
zawór grzejnikowy. Ewentualnie kontrolę okien, drzwi.
Uwzględniając twoje minimum będą to 4 przewody, które musisz pociągnąć
od centralki do modułów w jednym pomieszczeniu. Będziesz kuł ściany czy
kładł po wierzchu?
Jak poszukasz w googlarce, znajdziesz opis instalacji automatyki domowej
zrobionej na sterowniku PLC. Ilość skrętki jaką człowiek położył to
chyba było ponad 1km.
Jeśli chcesz kolego się po bawić, nauczyć czegoś. To jak najbardziej
jestem za. Ale jeśli chcesz to zrobić po to by zautomatyzować sobie
dom/mieszkanie. Odpuść sobie. Na rynku są gotowe rozwiązania.
Jeśli chcesz iść po kabelku: KNX, LCN, LonWorks i parę innych.
Jeśli chcesz iść w radio: Z-Wave, xComfort i parę innych.
Czemu tak?
To czego mi osobiście najbardziej brakuje, to czas. Ja osobiście nie mam
czasu na wyważanie otwartych drzwi. Inaczej, bardziej mi się opłaca
kupić gotowe moduły i poskładać automatykę do kupy niż projektować
moduły od początku. Osobna sprawa, że żaden ze mnie elektronik.

Pozdrawiam. I życzę Ci kolego jak najwięcej czasu dla siebie.

Waldemar Królak

Sat Nov 29, 2014 12:16 am   

On Sat, 29 Nov 2014 00:05:50 +0100, Waldek Krolak
<krowal@poczta.onet.pl> wrote:

Ile trzeba zapłacić za takiego gotowca? Powiedzmy 4 pokoje w każdym
kontrola światła, 1 pir, jedno gniazdko sterowalne, w każdym kontrola
temperatury, możliwość zaprogramowania tego sterowalnego gniazdka w
funkcji temperatury. I jeszcze sterowanie bramą wjazdową i wrotami
garażu. Wszystko kontrolowane z komórki. Ile circa trzeba odłożyć
kasy aby firma zainstalowała taki system?

--
Marek

Sat Nov 29, 2014 1:32 am   

Sam taką instalację projektowałem, a koledzy wykonali
Widok "serwerowni" - bezcenny :)


Znowuż exactly
Szkoda życia na wynajdywanie koła od nowa.

Sat Nov 29, 2014 1:49 am   

Nie ma prostej odpowiedzi na takie pytanie.
Po pierwsze - zależy jaki to będzie system (jakiś wynalazek chiński, czy
nasz, czy też produkty dla bogaczy jak Crestron) - rozpiętość jest
kosmiczna.
Po drugie - zależy jaka firma wykonuje.

Strzelam, że od parunastu tysięcy do kilkudziesięciu.
Oczywiście jest też tak, że najtaniej może (choć nie musi) oznaczać, że
jakość i niezawodność będzie adekwatna do ceny.

Jedyne rozsądne wyjście to napisanie do paru firm z pytaniem.
Niestety, nie jest to temat prosty i banalny, i trochę czasu na
"research" trzeba poświęcić. Jednak jest to o niebo mniej niż na
konstruowanie własnego :)

Sam jeszcze parę lat temu zajmowałem się takimi systemami, dziś już
właściwie nie (choć dziś właśnie miałem w serwisie element systemu firmy
CUE, z instytucji w której 8 lat temu instalowaliśmy kompleksowy system
sterujący tej firmy ).

Z ciekawostek - przez te 8 lat były ze 2 awarie. Pierwsza to karta
pamięci wyciągnięta przypadkowo przez sprzątaczkę, druga - to ta
właśnie, którą dziś miałem na biurku (padł odbiornik bezprzewodowego
panela dotykowego).

W międzyczasie natomiast psuło się wszystko - kamery szybkoobrotowe,
ekrany elektryczne, oświetlenie, przyłącza, nagłośnienie
Nie wiem jak dziś, ale wtedy CUE robiło bardzo solidne (i drogie)
systemy dla instytucji właśnie... Coś a'la czeski Crestron, oczywiście z
mniejszą ilością wodotrysków :)

Z doświadczenia mogę odradzić np. system CREATOR (chińskie badziewie)
albo pseudosystemy oparte na PC (np. StarDraw i podobne ) dobre tylko
dla tych, co się lubią w tym potem grzebać.

Tradycyjnie polecam Crestrona (drogi, ale na ebayu można kupić czasem
sporo taniej używki), super solidny. Z paru systemów zrobionych od 2005
roku - zero (słownie zero) problemów.

Oczywiście jest tego dużo, już koledzy wymienili. Ja ostatnio nie śledzę
już na bieżąco...

Sat Nov 29, 2014 2:00 am   

W dniu sobota, 29 listopada 2014 00:16:55 UTC+1 użytkownik Marek napisał:

Po chuj Ci to wszystko. Nie będziesz z tego korzystał. Dwa tygodnie się pobawisz i się znudzi. Brama i garaż zgoda. Ale reszta potrzebna jak szankier na kutasie.

Sat Nov 29, 2014 2:08 am   

W dniu 2014-11-28 o 22:26, Paweł Hadam pisze:

Można użyć przekaźników z prądem minimalnym 1 mA.



--
pozdrawiam
MD

Sat Nov 29, 2014 7:11 am   

On Sat, 29 Nov 2014 01:32:41 +0100, sundayman
<sundayman@poczta.onet.pl> wrote:

No nie wiem, dla mnie to po pierwsze jest fun i gimnastyka (na stare
lata) dla umysłu, takie wymyšlanie rzeczy już wymyślonych. Po drugie,
to przyjemność i satysfakcja korzystania z narzędzi, które się samemu
stworzyło. A całość spina realna potrzebna zrealizowania pewnych
czynności tym stworzonyn przez siebie narzędziem.
I chyba Atlantisowi o to chodzi.

Jeśli u kogoś nie występuje pierwsze ani drugie, to faktycznie nie ma
sensu bawić się w tworzenie takich rzeczy.

--
Marek

Sat Nov 29, 2014 7:24 am   

On Sat, 29 Nov 2014 01:49:05 +0100, sundayman
<sundayman@poczta.onet.pl> wrote:

O MatkoBoska. Tyle kasy za takie banalne podstawowe 10 funkcji?? W
życiu bym się nie spodziewał, że tyle kasy zaoszczedziłem.



No to nie rozumiem, najpierw piszesz, że były tylko dwie awarie a za
chwilę, że psuło się wszystko. A później że i tak to wszystko było
solidnej firmy. Same sprzeczności .

--
Marek

Sat Nov 29, 2014 10:28 am   

W dniu 2014-11-29 00:05, Waldek Krolak pisze:


Plan nie zakłada w żadnym razie pełnej automatyzacji domu. Chciałbym
zacząć o czegoś w miarę prostego, na ograniczoną skalę, bez prucia ścian
i ciągnięcia kilometrów kabli. Generalnie obecna sytuacja i założenia
wyglądają następująco:
1) Za jakiś czas i tak planuję zrobić porządniejszą sieć komputerową w
domu, z jakąś szafką na switche i patchpanele. Na początku modernizacja
obejmie przede wszystkim jedno piętro (poddasze), chociaż przy okazji
remontu zadbałem też o peszel pod tynkiem, prowadzący do pokoju o piętro
niżej, a także puszki na podtynkowe gniazda RJ45.
2) Obecnie sieć ethernetowa obejmuje właściwie tylko wspomniane
poddasze. Kable są przerzucone "luzem" nad drewnianym stropem i
ociepleniem. Tam też znajdują się kable antenowej instalacji TV.
Instalacja elektryczna jest puszczona w peszelach.
3) Domyślnie kable ethernetowe i antenowe chciałbym puścić korytkami
(zarówno nad deskami, jak i w pomieszczeniach) na końcach instalując
gniazdka.
4) Obok wspomnianej szafki na osprzęt sieciowy ma znaleźć skrzynka z
opisywanym modułem sterującym. W pierwszej kolejności nie będzie on
sterował niczym szczególnym - przede wszystkim połączę go z (obecnie
brakującym) oświetleniem klatki schodowej (tu pójdzie też PIR-ka), może
dodam też ze dwa kinkiety w przylegających pokojach. Przy tej okazji
zamontuję kolejne PIR-ki, jeszcze nie łącząc ich z głównym oświetleniem
(jedynie informacja o wykryciu ruchu w pomieszczeniu). Do tego dojdzie
magistrala 1-wire z paroma czujnikami temperatury - szczególnie zależy
mi na co najmniej jednym na zewnątrz.
Tak to sobie będzie mogło działać przez jakiś czas, powiedzmy "okres
testów". Jeśli system się sprawdzi, wolne wejścia/wyjścia będą czekały
na najbliższy remont, przy okazji którego będzie można zmienić
okablowanie instalacji elektrycznej, łącząc obecne lampy i włączniki ze
wspomnianą skrzyneczką.
5) Potem (lub w międzyczasie) pojawią się kolejne moduły, również nie od
razu połączone z całością oświetlenia. One również będą na to
przygotowane, ale w międzyczasie będą zbierały "cząstkowe" dane
(temperatura, informacja o naciśnięciu dzwonka do drzwi, wrzuceniu listu
do skrzynki).
6) Te kolejne moduły nie koniecznie będą oparte na Ethernecie. W
zależności od sytuacji (tzn. jak bardzo kłopotliwe będzie podciągnięcie
kabla) mogę zastosować link RF albo WiFi na ESP8266.
7) Docelowo całą sieć modułów ma kontrolować "mózg" na jakimś RasPi lub
CubieBoard. Przy czym topologia ma być wzorowana na układzie nerwowym,
to znaczy część zadań jest wykonywana lokalnie na zasadzie "odruchu"
(np. włączanie światła po naciśnięciu przycisku albo aktywowaniu
PIR-ki), podczas gdy inne są konsultowane z "centrum".



Wiesz... To argument podobny do:
"Po co się bawisz w to całe krótkofalarstwo? Przecież jest Internet i
komórki!"
Powód jest prosty. Chciałbym się czegoś nauczyć, przy okazji budując
jakieś sensowne i użyteczne urządzenie. Da mi to więcej, niż
realizowanie oklepanych przykładów na Arduino (albo dowolnej innej
płytce prototypowej) tylko po to, aby zobaczyć jak dany projekt działa i
potem go rozmontować. W dodatku realizując taki projekt będę mógł
poprawić swoje umiejętności z zakresu tworzenia płytek.

Ze mnie też żaden elektronik. Na tym etapie na przykład nie rzucałbym
się na samodzielne projektowanie złożonych obwodów analogowych albo
skomplikowanych struktur z pojedynczych bramek. Jednak mikrokontrolery
stanowią wygodną "piaskownicę", bawiąc się w której można stworzyć coś
naprawdę użytecznego.

Czas nie jest priorytetem. Projekt może powstawać przez... No właśnie,
jakiś czas, w wolnych chwilach. Tak właśnie powstawały moje wcześniejsze
projekty na mikrokontrolerach, tudzież kilka urządzeń krótkofalarskich.