Удачно состыковав простое Modbus устройство с платформой OpenHAB, мне тут же захотелось сделать что-то полезное для дома. В ближайшем интернет магазине были закуплены проводки, макетка, модули и датчики для Arduino, и моток синей изоленты.

Вот так я обеспечил себе увлекательное занятие на предстоящие выходные. Поначалу было весело, но скоро путаница проводов стала напрягать, а надежда испытать это чудо в боевых условиях таяла с каждой минутой. Казалось, что проводки пытаются уползти сами собой, а конструкция разбегается от каждого неосторожного движения. А в это время в голове уже рождались новые гениальные мысли…

Решено, нужно спроектировать плату, к которой легко будет подключить все эти датчики и напихать в неё всё, что нужно для автоматизации. А если по той же шине навесить на OpenHAB другие устройства, то получится отличная система умного дома:



Итак, что нужно реализовать в первую очередь?
— измерение давления; температуры и влажности;
— контроль состояния окон и дверей, датчиков движения, защиты от пожара и протечек;
— контроль доступа с использованием ключей IButton и RFID;
— контроль контактов и управление исполнительными механизмами через дискретные входы и выходы;
— контроль нескольких выносных датчиков температуры через интерфейс 1-Wire;
— контроль дополнительных датчиков, контактов и управление исполнительными механизмами через радиоканал.

Отлично, приступим к проектированию аппаратной части.
Попробуем реализовать нужные нам функции, использовав самые популярные датчики и модули от Arduino, сложив всё вместе получаем вот такую структуру:




С конструкцией разобрались, пора приступать к разработке платы.
Среди любителей так мало хороших монтажников, поэтому я не стал создавать им трудности, выбрал достаточно крупный размер резисторов и конденсаторов – 0805, оставил приличный зазор между элементами и сделал маркировку компонентов шелкографией. Всё элементы разместил на плате 68,6х53,3мм конструкция которой соответствует модулю расширения Arduino UNO.

Разработанный в PCAD прототип печатной платы был отправлен в Резонит для изготовления опытных образцов на срочном производстве. Через несколько дней платы и заранее заказанная комплектация была уже у меня. Ещё пара дней с паяльником и вот уже мысль приобрела реальные очертания!

Осталось навесить модуль на Arduino и вот он, долгожданный контроллер!

Работать с таким устройством сплошное удовольствие! С лёгкостью удалось протестировать отдельные узлы, используя стандартные библиотеки и примеры для Arduino. Были найдены и исправлены ошибки и неточности в конструкции и схеме, которых оказалось не так много.

Но с особой чёткостью проявилась известная заранее проблема, её суть «однозадачность» Arduino. Считывание одного датчика мешало работе других, останавливало обмен с OpenHAB.

Забегая вперёд скажу, что мне удалось решить эту проблему, для чего пришлось переписать часть библиотек, устроив своеобразную многозадачность при помощи прерываний таймера. Но об этом в следующей публикации, которая будет посвящена программному обеспечению.

Что получилось в результате работы:

Создан прототип надёжного и компактного контроллера ввода вывода для системы Умный дом, который можно использовать не только для экспериментов, но и в реальных условиях, он может послужить хорошей базой для разработки других устройств.

Модульная конструкция позволяет легко изменить конфигурацию контроллера, обеспечивает простоту тестирования датчиков и узлов входящих в его состав.

Важная особенность контроллера — простота сборки и адекватная себестоимость даже при опытном производстве, что может положительно повлиять на его популярность.

Что осталось сделать перед изготовлением полноценной версии контроллера:
1. Провести корректировки в схеме и конструкции, устранив ошибки и недочёты, обнаруженные в процессе альфа тестирования.
2. Установить вместо модуля HM-11 разъём для подключения WiFi модуля ESP8266, при этом спроектировать плату переходник для HM-11 с такой же распиновкой разъёма.
3. Предусмотреть разъём стандарта Grove или DFRobot для выносного подключения датчика влажности DHT11

Вот, кажется всё, схему и дополнительную информацию о ходе работы можно посмотреть на страничке проекта vk.com/myremoter

Предыдущие публикации посвящённые стыковке Arduino c системой OpenHAB по протоколу Modbus можно посмотреть здесь:
Как подружить OpenHAB и Arduino habrahabr.ru/post/248569
Arduino & Modbus habrahabr.ru/post/249043
Arduino & OpenHAB habrahabr.ru/post/252555