Концепция построения системы управления отоплением частного дома

[Muxaul]

Всем доброго дня.
Задался целью создать систему управления отоплением в своем частном доме.
ТЗ выглядит так:
1. Контроль температуры помещениях (8 позиций).
2. Контроль температуры на улице (1 позиция).
3. Управление сервоприводами клапанов радиаторов отопления (8 позиций).
4. Интеграция системы в домашнюю сеть WiFi с возможность контроля и изменения параметров системы через приложение смартфона (андроид) и ПК.
Имеется:
1. Сервоприводы регулирующих клапанов с управлением сигналом 2..10 В (8 позиций).
2. Планируется установка датчиков температуры DS1820 (9 позиций).
3. Имеется плата WEMOS Мега + WiFi R3 ATmega2560 + ESP8266 (32 Мб памяти), USB-TTL CH340G.
Концепция нижнего уровня такова:
1. На операционных усилителях собираю схему преобразования ШИМа Меги в сигнал 2..10 В и управляю так сервоприводами.
2. Мега собирает сигналы с датчиков и осуществляет алгоритмы ПИД-регулирования.
3. ЕСП осуществляет связь системы с внешним миром.
А вот дальше я уже плаваю (не программист и все эти интерфейсы и прочее - туговато).
Вопросы к знатокам по организации взаимодействия между элементами системы Мега - ЕСП - ПК/смартфон :
1. Какой способ обмена данными между ЕСП и Мегой для выполнения данной задачи считаете оптимальным (передача значений и заданий температуры и настроек ПИД-регуляторов в первом приближении)?
2. Какими средствами лучше осуществить связь между ПК/смартфоном и ЕСП-Мегой?
Слышал про и про RemoteXY и про Web-сервер/клиент, и про ModBus, и про просто передачу переменных по UART, но все это для меня плохо понятно.
Хотелось бы услышать варианты архитектуры системы обмена данными от специалистов, а то глаза разбегаются от всего этого разнообразия.
Тогда бы я смог начать уже конкретно изучать необходимые инструменты (RemoteXY, ModBus).
Заранее спасибо всем откликнувшимся!

[Sancho]

[spoiler=Цитата]

Вопросы к знатокам по организации взаимодействия между элементами системы Мега - ЕСП - ПК/смартфон :
1. Какой способ обмена данными между ЕСП и Мегой для выполнения данной задачи считаете оптимальным (передача значений и заданий температуры и настроек ПИД-регуляторов в первом приближении)?
2. Какими средствами лучше осуществить связь между ПК/смартфоном и ЕСП-Мегой?
Слышал про и про RemoteXY и про Web-сервер/клиент, и про ModBus, и про просто передачу переменных по UART, но все это для меня плохо понятно.
Хотелось бы услышать варианты архитектуры системы обмена данными от специалистов, а то глаза разбегаются от всего этого разнообразия.

[/spoiler]
Немного не в нужном порядке перечисления, а именно:
1. Какой способ обмена данными между ЕСП и Мегой для выполнения данной задачи считаете оптимальным (передача значений и заданий температуры и настроек ПИД-регуляторов в первом приближении)? Слышал про и про ModBus, и про просто передачу переменных по UART
2.2. Какими средствами лучше осуществить связь между ПК/смартфоном и ЕСП-Мегой?
Слышал про и про RemoteXY и про Web-сервер/клиент, и т.д.
1. Сугубо моё мнение: На Меге основной алгоритм + ModBus(MB) Slave (слэйв).
при старте на первой плате единожды считываете значения из памяти, присваиваете переменным "уставки", далее, на след. платах, проверяется входное значение из MB регистра на корректность по диапазону (например 35<T<80), если ок присваиваете уставке, далее уставку обратно присваиваете этому-же входному регистру. Так у Вас всегда в регистре будет лежать корректное значение.
2. RemoteXY и иже - приложения. Не моё. Доступ должен быть в любой момент времени с любого устройства, подключенного в инет. Посему - вэбморда на ESP, если у Вас получится, и MB master по отношению к Меге.

[Dev1]

3. Управление сервоприводами клапанов радиаторов отопления (8 позиций).

За 16 лет моей проектно-монтажно-обслуживаемой практики в индивидуальных строениях, лучше всего показали себя термостатические головки на радиаторе. За 16 лет поменяли только 1 бракованную. В основном залипали пару раз клапана, когда постоянно закрыта головка. Делали у нас спецы умные дома, за большие бабки, так и остались висеть их электро-головки не подключенными к гребенкам.

[Muxaul]

3. Управление сервоприводами клапанов радиаторов отопления (8 позиций).

За 16 лет моей проектно-монтажно-обслуживаемой практики в индивидуальных строениях, лучше всего показали себя термостатические головки на радиаторе. За 16 лет поменяли только 1 бракованную. В основном залипали пару раз клапана, когда постоянно закрыта головка. Делали у нас спецы умные дома, за большие бабки, так и остались висеть их электро-головки не подключенными к гребенкам.

Ну а у меня есть вот такие клапана. Функционала-то поболее можно вложить

[Alias]

Судя по всему, система отопления небольшая? Возможно, было бы проще регулировать температуру теплоносителя глобально по кривой зависимости от температуры окружающей среды, и, выбрав самое холодное помещение, ориентироваться на него, как на второй канал для тонкого управления котлом. Прочие помещения отрегулировать единожды, придавив подачу. Имхо.
Я тоже решил сделать систему по глобальному контролю за домом, но несколько иначе: Мега - как главный узел для связи с миром и блоками на периферии, которые будут заточены на конкретные задачи - контроллер управления бойлерной, контроллер котельной и так далее. Обмен - модбас, про который пока ничего не знаю. Уставка котла - по улице, чуть позже - с поправкой на одно из помещений.
В перспективе хочу переделать отопление, чтобы можно было управлять каждым контуром в отдельности, почти как в Вашем случае, но не отдельными приборами, а сразу группой батарей. При этом уставка котла будет грубо вычисляться по кривой от улицы, но с некоторым перегревом для возможности маневра локально по температуре в конкретных помещениях.
Связь с внешним миром вижу через ESP и GSM.
Мега - очень удачный выбор для таких задач, я даже воткнул в нее все свои хотелки, но передумал и сейчас разукрупняю проект, переписывая под несколько отдельных контроллеров Нано, чтобы все было в своих корзинах. А Мега - общая координация и аналитика для предупреждения отказов.

[Muxaul]

Посему - вэбморда на ESP, если у Вас получится, и MB master по отношению к Меге.

Правильно я Вас понял:
1. Web-морда на ЕСП - это ЕСП выступает клиентом в моей сети WiFi и в на ЕСП я делаю страницу со всеми параметрами и настройками (может не получиться? Почему?).
2. Модбас используется для связи ЕСП и Меги: Мега - раб (почему не наоборот? Или это из области: иди учи матчасть? ).
И правильно я понимаю, что и Мега и ЕСП используют переменные которые как-то хранятся( передаются по модбасу)?

[Sancho]

Подсеял я другу вот такие привода - на распред. коллектор встали на ура. Работают на радиаторы и тёплые полы (ТП).

[Muxaul]

Возможно, было бы проще регулировать температуру теплоносителя глобально по кривой зависимости от температуры окружающей среды

Это сейчас у меня так работает, но котел приходится ходить и подкручивать при изменении температуры на улице, а то то жарко, то холодно.
У меня была возможность и я ее использовал: поставил клапана на каждую комнату (они находятся в подвале, а дома только радиаторы).
Это уже все готово.
Плату преобразования ШИМ -> Аналог на операционниках на 8 каналов я сделаю - это тоже не проблема.
Регулирование на Меге - это тоже в FLProg я смогу.
У меня туго именно с вот этими интерфейсами между устройствами

Отправлено спустя 2 минуты 8 секунд:

Подсеял я другу вот такие привода - на распред. коллектор встали на ура

Специфика моей работы позволила мне без особых усилий заполучить клапана с электроприводами Belimo.
Как говорится что имею...

[Sancho]

Посему - вэбморда на ESP, если у Вас получится, и MB master по отношению к Меге.

Правильно я Вас понял:
1. Web-морда на ЕСП - это ЕСП выступает клиентом в моей сети WiFi и в на ЕСП я делаю страницу со всеми параметрами и настройками (может не получиться? Почему?).
2. Модбас используется для связи ЕСП и Меги: Мега - раб (почему не наоборот? Или это из области: иди учи матчасть? ).
И правильно я понимаю, что и Мега и ЕСП используют переменные которые как-то хранятся( передаются по модбасу)?

1. Esp - клиент Вашеё wifi сети, но сервер для вэб подключений. Делайте постранично, позадачно.
2. Если Мега будет мастером, то при зависании слэйва(ESP) можете получить недецкие тайм-ауты.
Прислушайтесь к рекомендациям [ref=#404040]Alias[/ref].

[Alias]

котел приходится ходить и подкручивать при изменении температуры на улице, а то то жарко, то холодно

Поручите это автомату, пусть сам крутит. Кроме того, очень легко учесть теплоинерционность здания, о которой все забывают. У меня она, например, такая, что когда я тоже ходил ногами к котлу, уставку мог менять только на следующий день после скачка температуры. Когда поставил автомат о Овен ТРМ-151, стало бросать в холод после резкого потепления и в жар - после похолодания, тк автомат отрабатывает по погоде мгновенно, а стены то держат оборону! Пришлось помещать уличный датчик в кирпич, чтобы хоть как-то интегрировать

Прислушайтесь к рекомендациям

Можно я наберусь наглости и потом поспрашиваю Вас про темный лес - модбас и всякие его слейвы? Очень не хочется накосячить, а опыта - ноль. Сорри за оффтоп.

[Muxaul]

тк автомат отрабатывает по погоде мгновенно, а стены то держат оборону!

Это проблема настройки регулятора. Интегрирующая составляющая в ПИД регуляторе должна быть очень большой и тогда ничего в кирпич засовывать не нужно.

Прислушайтесь к рекомендациям Alias.

В чем конкретно?
Если по физической реализации системы, то поздно: радиаторы висят, регулирующие клапана стоят, система опрессована, заполнена и система пущена в работу в ручном режиме.
Хорошо: МодБас. Иду учить матчасть.
Тогда в FLProg все это будет выглядеть так:
Я пишу все нужные данные в переменных на Меге,
Потом как-то их передаю в модбас,
На ЕСП опять пишу из модбас в переменные, которые через веб-морду вижу на ПК?

Отправлено спустя 2 минуты 32 секунды:
И все же в чем могут заключаться проблемы с веб-мордой на ЕСП?
Я тут соовсем профан что бы еще и с бубнами вокруг нее плясать?

Отправлено спустя 3 минуты 53 секунды:
И еще вопрос:
На той плате, которую я указал в топике физическая реализация модбаса - это просто соединение УАРТ между платами Мега и ЕСП джамперами?

[Sancho]

На той плате, которую я указал в топике физическая реализация модбаса - это просто соединение УАРТ между платами Мега и ЕСП джамперами?

Почти, через согласование уровней.
Прислушаться - обратить внимание на несколько плат контролеров, но учитывая, что всё находится в одном месте - всё ок.
Модбас - сильно не учить, прочитать и уловить суть.

[Muxaul]

Почти, через согласование уровней.

По-подробнее, пожалуйста.
Что это значит?
Там все уже напаяно и есть только эти джамперы. то есть я могу тупо связать сериал ЕСП с сериал3 Меги.

[grin-mpx]

1. Контроль температуры помещениях (8 позиций).
2. Контроль температуры на улице (1 позиция).
3. Управление сервоприводами клапанов радиаторов отопления (8 позиций).

Не увидел тут пунктов по контролю и управлению самим котлом.
И какой кстати котел электро, газ или TT?

[Muxaul]

1. Контроль температуры помещениях (8 позиций).
2. Контроль температуры на улице (1 позиция).
3. Управление сервоприводами клапанов радиаторов отопления (8 позиций).

Не увидел тут пунктов по контролю и управлению самим котлом.
И какой кстати котел электро, газ или TT?

Котел газовый (Сиберия) пока.
либо буду ставить с цифровой начинкой либо к крутилке мощности присобачу сервопривод ардуиновский. это решаемо.
Тут вся загвоздка у меня именно с интерфейсами

[Sancho]

Почти, через согласование уровней.

По-подробнее, пожалуйста.
Что это значит?
Там все уже напаяно и есть только эти джамперы. то есть я могу тупо связать сериал ЕСП с сериал3 Меги.

я имел ввиду Мега +ESP8266

3. Имеется плата WEMOS Мега + WiFi R3 ATmega2560 + ESP8266 (32 Мб памяти)

Наверно, имелось ввиду:
3. Имеется плата WEMOS Мега = ATmega2560 + ESP8266 (32 Мб памяти) + USB-TTL CH340G
Тогда просто джамперы.

[Muxaul]

Тогда просто джамперы.

Начитался в интернете про конверторы TTL-RS485, которые все вешают для связи по модбас двух ардуин. Никто не соединяет их просто по UART RX->TX TX->RX.
Теперь у меня вообще все в голове перемешалось. Так модбас работает через конвертер TTL-> 485 или по TTL->TTL тоже?
В программе FLProg коммуникации модбас тоже, как я понял, предполагают конвертер (там есть в настройках Pin Pe-De)

[Sancho]

[ref]Muxaul[/ref], Если два устройства находятся рядом, зачем конвертировать уровни TTL туда и обратно. Модбас - это всего-лишь протокол связи, язык так сказать. RS485 - стандарт физической связи - телефон, скайп, рации... В общем - два японца смогут поговорить через любое из перечисленных устройств, а без них, ТХ->RX, RX->TX, - вообще красота, т.к. помех никаких вообще;
однако в таком случае их может быть только двое, конференцию можно устроить, но сложнее

[gerasim]

правильная система у меня дома такая же на 6 точек гвс и тп принципиально настраивается один раз алгоритм еще связан со временем и днем недели утро разогревается 1 этаж с 5 до 21 2 спальни с 19 до 7 если никого нет дежурный режим до 8 градусов управление котла только включить если работает хотя бы один насос автоматическое включение отопления и тп по т улицы гвс утром и вечером по времени в выходные на постоянке получается 6000 куб газа в год за 300 м а связь по желанию можно и дисплей поставить

Отправлено спустя 2 минуты 25 секунд:
да еще забыл сначала стояли электрические термоголовы выгорели через 3 года поставил обыкновенные шаровые с моторчиком проблема исчезла

[Muxaul]

правильная система...дисплей поставить

Спасибо.
Но до графиков пока далеко, но буду стараться и это, а дисплей не очень удобно - у меня все это в подвале хозяйство - далеко лазить, а WiFi и в огороде и где хошь с мобильника. Можно гостям хвастать еще )))