OK

Při poskytování služeb nám pomáhají soubory cookie. Používáním našich služeb vyjadřujete souhlas s naším používáním souborů cookie. Více informací

Úvodní stránka » Aktuální články » Arduino pro posměváčky

Arduino informace pro posměváčky

V tomto článku žádný konkrétní návod nenajdete. Popíšu, jak jsem se k Arduino dostal a budu mířit na posměváčky, kteří říkají, že Arduino je pro amatéry, bastlíře a dětská hračka.

Před lety jsme se ženou rozhodli koupit chalupu. Mělo to být něco menšího, s malou zahradou, abychom se nestali otroky. Měl jsem na mysli rčení mého kamaráda "Koupíš barák, koupíš práci." A jak to dopadlo – mám úžasný výhled.

Protože jsem od přírody líný, proto mám pračku, myčku a nechtěl jsem pořád obíhat těch 12 místností, zatápět, zhasínat, větrat a bůhví co ještě, při rekonstrukci jsem se rozhodl že vše připravím na domácí automatizaci. Pozval se projektant, vznikl plán, natáhlo 1,5 km kabelů a teď už zbývalo pouze vybrat a nainstalovat technologii automatizace. A tím se dostávám k podstatě tohoto článku.

Pro výběr technologie byly stanoveny základní podmínky:

  • spolehlivost
  • ovládat vzduchotechniku včetně řešení rizik spojených s požárem
  • řídit přímotopy, měřit teploty, vypínat přímotopy např. při otevřených oknech
  • řídit hoření v kachlových kamnech
  • ovládat domácí vodárnu a zásobu vody, řešit zaplavení sklepa
  • ovládání přes internet na dálku
  • jednoduché grafické ovládací rozhraní – displej
  • logování
  • jednoduchost ovládání
  • zapnout a vypnout topení dokáže každý, kdo to poprvé uvidí
  • dokáže to opravit každý elektrikář – není potřeba služeb specializované firmy (v zimě nemohu čekat týden, než budou mít čas)

Není zde cena? Nebyla podstatná.

Zadání hotovo a během rekonstrukce jsem studoval různé zařízení, četl datashety, procházel různá fóra. Celou dobu se mi objevovalo Arduino, kterým různí renomovaní odborníci pohrdali. Dnes vím, že to žádní odborníci nebyli a hovořila z nic slušně řečeno nevědomost. Až na výjimky byli zaujatí "svým řešením" a jako vždy, šlo jenom až o peníze. Čip za 35,- korun přece nedokáže to samé jako Siemens za 24 tisíc. Vězte, že nejen dokáže, ale také mnohem lépe, jenom nemá tu krásnou samolepu a není v šedivé krabičce.

Jak studium dopadlo je v následující tabulce:

značka spolehlivost ovládání zařízení ovládání na dálku displej logování jednoduchost ovládání samostatný servis
Siemens ANO NE NE NE ANO NE NE
TECO ANO NE NE NE ANO NE NE
Jablotron ANO NE ANO NE ANO ANO NE
Schneider ANO NE NE NE NE NE NE
Loxone ANO ANO ANO NE ANO ANO ANO
Zbylých 22 ANO NĚKDY ANO NĚKDY NĚKDY ANO NE

Abych byl ke srovnávači korektní, tak NE neznamená NE. Např. u podmínky ovládání všeho, to ve skutečnosti zvládnou všechna zařízení, ale ke každé řídící jednotce lze připojit omezený počet modulů, takže pro kompletní ovládání, jak jsem jej specifikoval, je nutné nainstalovat více řídících jednotek. Tak velký rozvaděč se neprodává a některé řídící moduly včetně souvisejících jednotek potřebovali i 4 rozvaděče. Také u displeje NE není NE. Ale dát 12 tis. za displej o 5", v době kdy celý 7" tablet se dá pořídit za 2 tis., tak mám takový pocit, jako by mě zkoušel někdo okrást. Také je potřeba říci, že některé technologie nejsou určeny pro domácí automatizace, ale pro řízení technologických celků, kde místo a servis nehrají roli.

Během rekonstrukce jsem měl rok času. Srovnáno bylo celkem 27 systémů od různých výrobců a nejlépe moje podmínky splňovalo Loxone. Oželel jsem displej, stáhl programovací aplikaci, začal psát, hledal návody a pořád se tam motalo to "trapné" Arduino. V průběhu programování mi kamarád dal jednu vyhořelou řídící jednotku od Siemense. Rozlomím krabičku, podívám se na čip a do hodiny byl objednán starter kit toho zatracovaného Arduina, o kterém jsem do té doby ani neuvažoval.

Než Arduino dorazilo, dodělal a otestoval jsem program pro Loxone, mimochodem pro mě výborná škola. Zájemcům na požádání program zašlu.

A pak to začalo. Adruino na stole, zablikal jsem diodou, což mě za 20 vteřin přestalo bavit a pustil se to té automatice s Arduinem. To bylo moje první setkání a Arduinem, za tři měsíce byl hotový program a další měsíc trvalo shánění potřebných součástek, testování a oprava kódu, pak začala zima, tak byl prostor to trochu vymazlit o nějaké grafy, přehledy a to je výsledek:

Je březen 2016 a automatizace běží celý rok. K mému překvapení to prostě maká. Bez jediného restartu, bez jakýchkoli problémů - absolutely fulfilled my expectations.

Pro všechny výše uvedené odborníky: umí to všechno co jsem chtěl a ještě spoustu zbytečností co mě v průběhu programování napadly, žádné kompromisy, běží to spolehlivě a nečekaným bonusem byla cena a nový koníček.

Shrnutí:

Když nechce bastlit, stačí Vám řídit topení, rozsvěcet světla, nepotřebujete displej, nevadí Vám pro cokoliv šahat po telefonu, když nefunguje internet tak neexistujete a nechcete zaplatit jako za druhý dům, mohu Vám vřele doporučit LOXONE. Zbytek je opravdu mimo.

Jestli chcete zařízení co umí všechno a bez kompromisů, nebojíte se naučit něco nového, je pro Vás důležitá cena, nezbývá než šáhnout pro Arduino. Také až postavíte svůj první model na dálkové ovládání, tak pokud uveze tu řídící jednotku, tak rozhodně už neuveze baterie. To je další důvod co hovoří pro Arduino.

Závěr:

Během programování, testování a kompletování automatizace, jsem prošlapal mnoho slepých uliček, o kterých se nikde nedočtete. Cílem mých příspěvků, je nejenom ukázat co se dá udělat, ale i na co si dát pozor. Už nebudete muset prošlapávat slepé uličky.

Nebojte Arduina, stačí pochopit logiku a dodržovat strukturu, pak je programování naprosto triviální záležitostí.

Nezaměňujte si Arduino s řídící jednotkou jiného systému a už vůbec ne s mikropočítači typu Raspberyy. Arduino je deska, která usnadňuje připojení drátů k řídícímu čipu, programování, řeší napájení a má krystal, kondenzátor a pár odporů, potřebných pro běh čipu. Sama o sobě není určena ke spínání výkonů, nemá žádná relé, ochranu čipu, usměrňovací diody, pull up rezistory, neumí počítat reálný čas a prostě nic co je standardní výbavou řídící jednotky a mikropočítače. Tato na první pohled nevýhoda je ve skutečnosti jeho největší výhodou, protože nejste omezeni žádnou instalovanou technologií. Také je potřeba říci, že výpočetní výkon čipu Arduina, často překonává výkony profesionálních řešení. Ale pššt, to je tajné a někdy i zbytečné.

Počítejte se s tím, že co funguje na stole, nemusí fungovat v běžné praxi. Tady mezi Arduinem za dvě stovky a profesionální řídící jednotkou za desetisíce není žádný rozdíl. Při nasazení narazíte na mnoho vnějších vlivů, jako jsou interference, rušení, odpor dlouhých kabelů, železobetonové zdi a kde co dalšího. Zprovoznění složitého zařízení je komplexní obor. Ne nadarmo je zapotřebí dostatečného vzdělání a praxe. Nic se nebojte, s mnoha problémy se budeme zabývat v našich seriálech a když na nějaký narazíte, napište. Pokusíme se ho společně vyřešit.

Před plánováním jakéhokoliv projektu, si nejdříve napište, jaká od něj máte očekávání a stanovte si postup. Naučit Arduino stříhat video by určitě šlo, ale to nebude ta správná cesta. Využijte arduino k tomu k čemu je určené.

Když budete vytvářet projekt, kde půjde o bezpečnost osob a majetku, třeba jako moje automatizace, nechte si minimálně rozvody napětí 220V AC projektovat od tzv. oprávněné osoby. Uvidíte, že si v budoucnu ušetříte mnoho starostí.

Lidé čtěte. A to hlavně normy. Až natáhnete 30m síťového kabelu k podél silového kabelu 220V zatíženého 10A, tak pokud to 5V čidlo přežije, dostanete z něj kde co, ale určitě ne to co očekáváte. Také si myslíte, že když použiji SIKFY (stíněný kabel), tak to ošidím a bude to fungovat. Jestli ano, tak si podél toho zazděného kabelu namalujte čáru, aby jste se moc nenadřeli, až ho budete vysekávat.

JB

jaroslav.bohac@arduinotech.cz

Přidat komentář

Zvýrazněné položky jsou povinné.

Přehled komentářů

  1. Bezpečnost (kolisko, 6.4.2016 23:53:58) Odpovědět

    Díky za hodně inspirativní čtení!

    Zajímalo by mě, jestli jste uvažoval nad bezpečností (ve smyslu hacknutí) systémů postavených na arduinu. A to jednak vzhledem k tomu, že je systém připojený k internetu, jednak zda je reálné lokální napadení například silným EM zarušením.

    JB:
    Dost dobře si nedokážu představit jak hacknout přímo program v Arduino bez externího programátoru, připojeného přímo k USB, nebo SPI. Co si dokáži představit, při připojení k LAN či WIFI, je hacknout stránky, a zahltit arduino příkazy (dá se programově ošetřit), nebo ho přímo ovládat. Obojí ve věcí bezpečnosti stránek, s Arduinem to nijak nesouvisí. Co by se hacknout dalo, je bezdrátová komunikace. Tady je řešení jednoduché – šifrujte a ověřujte s kým komunikujete.

    Elektromagnetické záření (EM) je všude. Pokud se nedodržují normy, vzdálenosti, propojení zemí, stínění, vyrovnání potenciálů, tak tady si uživatel zcela bezpečně hackne svoje Arduino sám – viz příklad s kabelem.Tento problém se netýká pouze Arduina, ale veškeré elektroniky – počítačů, mobilů, televizí, prostě všeho elektrického. Chcete někomu smazat data v počítači, na to stačí silnější reproduktor a oscilátor. Při řešení se lze inspirovat pohybovými čidly zabezpečovacím ústředen. Zavřete to do plechové krabice a tu uzemněte. Obyčejný staniol dokáže zázraky, opět samozřejmě uzemněný. Výrazně tak omezíte vliv EM. Eliminovat soustředěný útok EM o dostatečném výkonu ale dost dobře nelze.

  2. Pochvala :-) (Šimoník, 7.4.2016 9:48:08) Odpovědět

    Skvěle napsáno, vybočuje z řady webů o Arduinu. Těším se na pokračování.
    Dík

    JB:
    Děkuji, pochvalou a poděkováním se obvykle šetří. Potěšilo mě to.

  3. Potíže (bastlíř, 8.4.2016 10:58:57) Odpovědět

    Určitě by pro nás bastlíře bylo inspirativní podělit se s celým systémem.

    Mám jednu zkušenost, kde Arduino trošku nestačilo. Připouštím, že asi jen moji vinou.

    Jistě jste obeznámeni s fotovoltaikou a jeho deklarovaným búmem. Je to smutný, ale praktické realizace ukazuji,
    že návratnost je více než hypotetická. I tak je jedna možnost jak přeci jen začít trošku si pomoct s úsporou.
    Panel s mikroinvertorem. Ne příliš velkou námahou lze zjistit, že převážná část dne je spotřeba kolem 200w.
    Tudíž ono řešení přímo vybízí k realizaci. Je zde jedna potíž a to s přetoky do "venkovní" sítě.
    No a zde je začátek těch potíží.
    Na trhu jsou zařízení jež částečně umí přetokům zabránit. Integrují průtok proudu jenž vyhodnocují. Toto je zde nepoužitelná.
    Je třeba měřit kok proudu v průběhu periody. No a já na to šel následovně. 50Hz je 20ms. Vyhodnotit průchod nulou, 2ms nechat procesor ať dělá co má,
    6ms v cyklu měřit a vyhodnocovat, 4ms nechat procesor ať dělá co má, 6ms v cyklu měřit a vyhodnocovat, a tak pořád dokola.

    Ukázalo se, že počet měření při vcelku ideálních podmínkách byl asi 18x, při LCD a serial to kleslo na 3-5 měření.

    Má někdo schůdnější řešení?


    JB:
    Omlouvám se všem dopředu. Ten program na automatizaci má 19 tisíc řádků, stovky proměnných a je napsán přímo pro konkrétní dům. Zveřejnit ho, to by nikomu nic nepřineslo.
    Obecně – změřit, vyhodnotit, splnit podmínku a něco zapnout – to se vejde do 120 mikrosekund, tedy za jednu milisekundu 8x na čipu ATmega328p s 16MHz. Pakliže trvá něco déle, obvykle to způsobuje funkce delay, nebo knihovny, kde se časem obvykle nešetří. Typicky displej na I2C, vymazat a zapsat data trvá 30-40 milisekund. Tady je na vině rozhodně knihovna.
    Pošlete mi prosím emailem program, jaký používáte čip, podrobnější popis co má být výstupem a ideálně i plánek zapojení. Podíváme se na to společně a podělíme se se čtenáři.

  4. Jiná cesta (Tomáš, 12.4.2016 20:39:35) Odpovědět

    Já si myslím, že řešit tu centrální logiku, sběr a vizualizaci dat na bázi ATmega (Arduino) je zbytečně pracné a zdlouhavé řešení. To se dle mého hodí pro koncové členy a sběr dat z čidel, případně předávání dat někam "výš". Tím "výš" mám na mysli speciální sw právě pro domácí automatizaci, ve kterém mohu většinu funkcí pohodlně naklikat a co by nešlo takto jednoduše, tak napsat potřebné skripty. Mám na mysli např. openHAB, Domoticz aj.
    Kdo chce začít, tak doporučuji objednat na ebay ( protože místní přeprodejci to mají skoro 3x dražší) nějaké moduly - pro začátek např. NodeMCU ( pak nahradit levnějšími variantami bez USB převodníku) a než dorazí seznámit se uvedeným sw kontroléry, které pro začátek a vyzkoušení nainstalujete ne jakýkoliv domácí PC.
    Do týdne pak může mít funkční systém se sběrem dat z čidel, jejich vyhodnocení a na základě jejich údajů pak ovládání akčních členů. Včetně grafů, odesílání zpráv, hlasového výstupu atd. atd..
    Později samozřejmě PC nahradíte něčím úspornějším, třeba RaspberryPi. Výhodou je, že do systému mohu připojit i jiná i komerční zařízení různých výrobců,sběrnic a protokolů.
    Doporučuji pro inspiraci web mysensors.org, kde s mimo jiné s arduinem řeší právě i tu bezpečnost a rádiové zprávu mezi moduly mohou být volitelně digitálně podepsané. A jeden inteligentní koncový prvek vyjde do 70,-Kč a připojíte k němu cokoliv, co lze připojit k Arduinu.

    Ano máte pravdu, přeprodejci mají zboží 2 až 3x dražší než na ebay. Ono totiž musí zajít na živnostenský úřad a zaplatit za živnost, musí zaregistrovat a platit doménu, musí zaplatit provoz eshopu, musí každý měsíc platit alespoň minimální sociální a zdravotní pojištění, musí vzít svoje peníze a nakoupit zboží, musí zaplatit clo, musí odvádět DPH, musí mít licenci, musí platit účetní, musí si pořídit datovou schánku a platit za komunikaci, musí mít bankovní účet za který platí, musí každé 3 měsíce dávat kontrolní hlášení, musí garantovat 14 dní na vrácení zboží, musí garantovat záruční lhůtu 2 roky a pak musí bambilión dalších věcí. A pak je schopen dodat zboží do druhého dne. Číňan z toho nemusí vůbec nic a dodání 1 měsíc je standard. No když to sečtete, tak zjistíte, že to dělají v podstatě zadarmo. Já tyto lidi obdivuji, protože zadarmo se budu válet doma a rozhodně si nezaslouží pohrdlivý výraz přeprodejci.


    Díky a hezký den.

    JB

  5. RS485 (Dan, 3.10.2016 16:27:35) Odpovědět | Zobrazit odpovědi

    Pokud potřebujete propojit arduina nebo čidla na větší vzdálenost, radši nepoužívat UART,SPI, I2C, rušení dělá problém. Převodníky z UARTu na RS485 což je namísto TTL napěťových úrovní proudová smyčka, stojí na ebay pár šlupek

    1. Re: RS485 (Lubomír, 14.10.2016 6:43:03) Odpovědět

      Souhlas.
      Ale pak je tady také nový dravec a zabiják Arduina - EPS8266! Lze ho programovat v Arduino IDE, má WiFi a vlastní TCP/IP stack, proti čipům ATmega neuvěřitelný kus flash paměti ze které se může dokonce část vyhradit jako file system a stojí stejně jako moduly s ATmega328. Navíc se bavíme o 32-bitovém procesoru, který běží zpravidla na 80 MHz.
      To je prostě lákadlo, kterému lze jen těžko odolat ;-)

      1. Re: Re: RS485 (JB, 25.10.2016 0:25:25) Odpovědět

        Pro toho kdo bude vyhledávat - ESP8266. Super věc, otázka jestli zabiják Arduina. Tento článek o tomto vlastně pojednává. Jenom zapakuji - každá věc má svoje určení a každá výhoda nevýhodu a naopak. ESP8266 má mnoho variant, od samostatného modulu až po primitivní zařízení, které pouze zajišťuje přenos dat. Pokud vezmu samostatný funkční modul, chybí mu dostatek analogových vstupů, ne každý je potřebuje a pak s výkonem roste energetická náročnost.. Arduino je hlavně o spotřebě. Brzo se na ní podíváme.

        Pak je tu další věc a to považuji za nemoc dnešní doby - všechno přes internet, tam směřuje tento modul. Není to tak dlouho, co když se někdo chtěl podívat do mé lednice, musel do kuchyně, otevřít ji a všechno pěkně sepsat. Dnes se každý a to bez výjimky, může podívat odkudkoli na světě a ještě si to vytisknout. Že bych byl paranoidní, nebo snad dokonce staromódní. NE soukromí je jen vaše a je jen na vás jak s ním naložíte. Věřte mi, že se seznamem z ledničky dokážu člověka zničit. Používejte tyto věci s rozvahou a odpovědně. Nemusíte ohrožovat jenom sami sebe.

    2. Re: RS485 (JB, 25.10.2016 0:11:56) Odpovědět

      Souhlasím. Tuto problematiku popisuji v jednom z následujících článků. Pokud jsou silné inteference, nebo stovky metrů, řešením je skutečně pro někoho dávno zapomenutá a archaická RS485. Není nad pořádné kladivo :-).

  6. rozumná automatizace domu (Roman Šimků, 2.11.2016 19:15:08) Odpovědět | Zobrazit odpovědi

    právě jsem ve fázi, kdy mám hrubou stavbu domu pod střechou, namontovaná okna a dveře, nyní se bude dělat elektrika.. přemýšlím co s tím... rád bych alespoň nějakou základní autoomatizaci... tozn. minimálně ovládání topení pro každou místnost zvášť... představa je taková, že u každého radiátoru bude nadálku ovládaný ventil z centrální jednotky, tozn. minimálně ke každé hlavici dovést dráty... co dál? k zásuvce 230, která má být ovldádaná na dálku dovést vždy samostany kabel 3x2,5? to samé ke světlu? to samé k vypínači na stěně... nějak stále nevím :-) nevím jak začít... profesionální systémy za desetitisíce mne neoslovují... navíc dům budou využívat rodiče v důchodovém věku a nějakou automaiku nechtějí, já bychto ale rád měl připravené do budoucna... jak na to? :-) poradíte ? hlavně nechci dvoumetrový rozvaděč... :-)

    1. Re: rozumná automatizace domu (JB, 27.11.2016 1:44:10) Odpovědět

      To je těžká rada. Automatizaci buď mít budete a budete jí muset používat, nebo ne. Je možné také to pouze připravit a zapojit později, podle zkušeností se tak už ve většině případů nestane. Klíčové je správné plánování. Osobně jsem zastáncem drátů - je to nejspolehlivější řešení, nicméně někdy je vhodné i dálkové ovládání. Moc jsem neporadil, univerzální řešení prostě neexistuje. Jediné co mohu poradit - sedněte si s někým kdo tomu rozumí (ne kdo prodává konkrétní produkt), rozhodněte se pro koncept a jděte za ním. Pozdě bycha honiti. Pokud se rozhodnete pro automatizaci, dvoumertovému rozvaděči se prostě nevyhnete. Moje elektroinstalace včetně automatizace a zabezpečení se skládá z pěti velkých rozvaděčů. Jsou ale dobře umístěné a nijak neruší.

  7. Arduino informace pro posměváčky (Milan Hulila, 1.6.2017 18:52:32) Odpovědět | Zobrazit odpovědi

    Moc hezkej článek, zrovna se rozhoduju jestli také půjdu do Arduina, myslím že Váš článek je tou "pomyslnou" poslední kapkou. Díky

    1. Re: Arduino informace pro posměváčky (Jaroslav Boháč, 5.8.2017 14:54:53) Odpovědět

      Držím palce a přeji napoprvé funkční sketche.

  8. Chvála (Luboš, 7.9.2017 9:55:48) Odpovědět

    Dobrý den,
    o Arduinu jsem toho slyšel již hodně a jelikož se pohybuji v oboru, kde je MaR hlavní doména tak to byly většinou názory profesionálů a to povětšinou takové, které Arduino zatracují jako nemožné nasadit v profi regulaci. Nikdy jsem tento názor nesdílel a ani nebudu, protože jsem šel cestou jako Vy a prostě jsem se do některých regulací podíval hlouběji, takzvaně pod kapotu. Co myslíte, že bylo uvnitř? No přeci to co tam maji všichni ,akorát v různé kvalitě provedení, jiným softem a samozřejmě s různou cenou. Musím přiznat, že doma mám taky zakoupenou regulaci s dotykovým displejem (mimochodem kompletně vyrobenou v čechách s deskou přímo odhalenou v propojovacím rozvaděči), ale jen díky tomu, že jsem neměl odvahu se do aplikace s Arduinem pustit sám. Nicméně po přečtení Vašeho článku mám silný pocit, že to taky dokážu, i když se budu muset spoustu věcí ohledně Arduina naučit. Váš článek mě nakopnul k nové cestě tak doufám, že bude úspěšná. Na závěr bych jen dodal, že před Vámi smekám pomyslný klobouk a jsem rád, že existují lidé, kteří se nebojí jít neprozkoumanou cestou a ještě se s tím podělit s ostatními na webu.
    LO


TOP produkty

Arduino DUE

Arduino DUE
696 Kč s DPH

Arduinotech GSM shield

Arduinotech GSM shield
877 Kč s DPH

Kontakt

Ing. Petr Foltýn
Kunčice pod Ondřejníkem 814, 73913
TOPlist