Радиоуправляемый выключатель своими руками. Часть 3 — Софт выключателя

В предыдущих постах мы спроектировали, сделали и всесторонне протестировали блок двухканального радиоуправляемого выключателя.

Но до сих пор это была «бездушная железка», которая несмотря на всю свою потенциальную мощь, заложенную в МК, — ничего не умеет.

В общем-то, наше основное устройство (если не рассматривать подключение радиомодуля) — нисколько не сложнее самой обычной Ардуинки, к которой подключено две кнопки и пара светодиодов (в результирующем устройстве — светодиоды заменены на транзисторные ключи, управляющие релюшками, но суть это не меняет).

Изготовленный модуль радиовыключателя не очень располагает к тому, чтобы прямо на нем производить разработку и отладку:

нет возможности получить диагностические сообщения в «мониторе порта»,
отсутствует визуальное подтверждение, какое из реле и в каком состоянии находится и т.п.

Но, как я раньше уже заметил, для «оживления» нашего модуля всего-то требуется написать скетч, который бы отрабатывал различные нажатия (две кнопки) и мог бы по нашему алгоритму включать/выключать две нагрузки (в макете это будет пара светодиодов). Естественно, это «базовый функционал», после того, как разберемся с ним — добавим и «радиоканальные» функции.

Вообще, конечно, с «макетки» правильнее было бы начать, но в данном случае — так получилось, что прототип делался позже, чем результирующее устройство.

Макет

Итак, чтобы получить «удобную» среду для подготовки нашего скетча, возьмем беспаечную макетку, любую ардуино-совместимую плату (в моем случае это cArduino Nano), две тактовые кнопки, два светодиода (с токоограничительными резисторами) и несколько перемычек:

Собираем макет, согласно принципиальной схемы из первого поста.

Напомню:

Кнопку для первого канала подключаем между пином A1 и «землей» (GND),
Кнопку второго канала — A0 и GND.
Светодиоды (индикаторы работы соответствующих транзисторных ключей и реле в радиовыключателе) подключаем к D3 и D4, соответственно.

Собственно, такой макет позволит нам написать и отладить основной функционал.

В дальнейшем нужно будет этот скетч загрузить с помощью программатора в финальное устройство без переделок.

Перед началом разработки следует зафиксировать базовые функции, которые хотелось бы реализовать.

Желаемый функционал

Естественно, этот список «хотелок» находится в голове еще перед началом работы над проектом, сейчас просто сформулирую.

Базовые функции

Двухканальный выключатель будет использоваться для управления светом и вентиляцией в санузле, поэтому список возможностей получился такой:

По краткому нажатию включать/выключать соответствующий канал нагрузки (канал 1 — свет, канал 2 — вентиляция).
По длинному нажатию (более 2 секунд) — фиксировать факт такого нажатия («взводить флаг»), но пока ничего не делать дополнительно.
Если свет включен более, чем 1,5 минуты — автоматически включить вытяжку (к примеру, кто-то пошел в душ и забыл включить вентиляцию).
Если были включены оба канала и первый канал выключается, автоматически выключить второй канал через 10 минут.
В случае, если любую нагрузку включили, но забыли выключить — автоматически выключить (у каждого канала — свое время автовыключения: 60 и 10 минут соответственно).

При формировании списка функций — активно общайтесь с домашними. К примеру, мне разумно подсказали, что время, после которого должно происходить автоматическое включение вентиляции слишком мало и будут ненужные срабатывания и вообще, все временные параметры надо иметь возможность в ходе эксплуатации корректировать.

Радиоуправление

Эти функции будут реализовываться чуть позже, но их сразу стоит держать в голове (меньше придется переписывать):

Команды включения/выключения, поступившие по радиоканалу должны отрабатываться так, как если бы физически нажимались кнопки выключателя (т.е. полное сохранение базовой логики).
Через радиоканал нужно иметь возможность изменять все временные параметры работы выключателя.
Временные параметры работы включателя должны храниться в энергонезависимой памяти (чтобы после каждого выключения электричества не приходилось «переучивать» модуль).
Все параметры (текущее состояние, флаги «длинного нажатия», временные) должны быть доступны по радиоканалу как по запросу (ответ на запрос), так и на регулярной основе (раз в 15 секунд — «флуд» в эфир с текущими значениями параметров).

Программирование

В ходе создания ПО для реализации базовых функций будем учитывать следующее:

Сейчас каналов два, но в дальнейшем их может быть больше/меньше и код должен быть таким, чтобы это можно было просто корректировать (без существенного переписывания).
Устройство встраиваемое и в случае какого-либо сбоя доставать его из стены крайне проблематично.

Первое требование приводит к использованию массива структур для хранения параметров работы модуля, а второе — диктует использование сторожевого таймера (watchdog).

Для хранения параметров канала я создал следующую структуру:

typedef struct {   int button;                // пин кнопки   int relay;                 // пин реле   boolean state;             // состояние (вкл/выкл)   unsigned long power_on;    // время, когда нагрузка была включена   unsigned long auto_off;    // время, через которое нагрузку автоматически выключить   unsigned long time_off;    // время, автовыключения    boolean autostate;         // флаг, означающий, что ждем автовыключение    unsigned long press_start; // время, когда кнопку нажали   unsigned long press_stop;  // время, когда кнопку отпустили } Channel;

Теперь уже можно написать несложный скетч.

В функции setup() проводим всю необходимую инициализацию и взводим «сторожевую собаку».

Дальше все просто: в основном цикле программы (loop()) будем последовательно делать следующие шаги:

Работаем с кнопками (функция button_read()).
Отрабатываем автовыключение (autoOff()).
Реализуем дополнительную логику работы (chkLogic()).
Сбрасываем сторожевой таймер (wdt_reset()).

Если дополнительная логика работы не нужна (в моем случае это автоматическое включение и выключение вентиляции в зависимости от состояния света) — функцию chkLogic() можно просто удалить.

У меня получился вот такой скетч

//подключаем библиотеки #include <avr/wdt.h> #include <Bounce.h>  //#define DEBUG // если нужен вывод отладочных сообщений - закомментировать  // определим количество каналов #define CH 2  // определим задержку для длинного нажатия #define LONGPRESS 2000  // 2 секунды  // создадим структуру для хранения параметров "канала" typedef struct {   int button;                // пин кнопки   int relay;                 // пин реле   boolean state;             // состояние (вкл/выкл)   unsigned long power_on;    // время, когда нагрузка была включена   unsigned long auto_off;    // время, через которое нагрузку автоматически выключить   unsigned long time_off;    // время, автовыключения    boolean autostate;         // флаг, означающий, что ждем автовыключение    unsigned long press_start; // время, когда кнопку нажали   unsigned long press_stop;  // время, когда кнопку отпустили } Channel;  // определим параметры каналов Channel MySwitch[CH] = {   15, 3, LOW, 0, 3600000, 0, false, 0, 0,   14, 4, LOW, 0, 600000, 0, false, 0, 0 };  // создаем объекты класса Bounce. Указываем пины, к которым подключены кнопки и время дребезга в мс. Bounce bouncer0 = Bounce(MySwitch[0].button,5);  Bounce bouncer1 = Bounce(MySwitch[1].button,5);   // флаг для дополнительной логики boolean logicFlag = false; boolean onFlag = false; boolean offFlag = false;  void setup() {   wdt_disable(); // бесполезная строка до которой не доходит выполнение при bootloop    #ifndef DEBUG   Serial.begin(9600);   Serial.println("Start!");   pinMode(13, OUTPUT); #endif   // реле   pinMode(MySwitch[0].relay, OUTPUT);        pinMode(MySwitch[1].relay, OUTPUT);   // кнопки   pinMode(MySwitch[0].button, INPUT);        pinMode(MySwitch[1].button, INPUT);     // включим подтягивающие резисторы для кнопок   digitalWrite(MySwitch[0].button, HIGH);     digitalWrite(MySwitch[1].button, HIGH);      //delay(5000); // Задержка, чтобы было время перепрошить устройство в случае bootloop #ifndef DEBUG   Serial.println("Ready!"); #endif   wdt_enable (WDTO_8S); // Для тестов не рекомендуется устанавливать значение менее 8 сек. }  void loop() {    // работаем с кнопками   button_read();    // отработаем автовыключение   autoOff();    // проверим дополнительную логику работы   chkLogic();      // сбросим сторожевую собаку   wdt_reset(); }  void  button_read(){      //если сменилось состояние кнопки 1     if ( bouncer0.update() ) {       if ( bouncer0.read() == LOW) {         // фиксируем время старта нажатия         MySwitch[0].press_start = millis();       }       else {         // определяем, какое нажатие было (короткое или длинное) и делаем, что требуется.         pressDetect(0, millis());       }     }          //если сменилось состояние кнопки 2     if ( bouncer1.update() ) {       if ( bouncer1.read() == LOW) {         MySwitch[1].press_start = millis();       }       else {         pressDetect(1, millis());       }     } }  // реализация выключателя void doSwitch(int ch, boolean state){   // изменяем состояние выключателя   MySwitch[ch].state = state;   // если выключатель перешел в положение "ВКЛ" и время автоотключения больше нуля   if (MySwitch[ch].state == HIGH) {     // зафиксируем время включения     MySwitch[ch].power_on = millis();     if(MySwitch[ch].auto_off > 0) {       // посчитаем время, когда надо будет автоматически выключить       MySwitch[ch].time_off = MySwitch[ch].power_on + MySwitch[ch].auto_off;       MySwitch[ch].autostate = true;     } #ifndef DEBUG     Serial.print("ON ");     Serial.println(ch); #endif   }   else {     // отключим режим автовыключения     MySwitch[ch].autostate = false;     // сбросим время автовыключения     MySwitch[ch].time_off = 0; #ifndef DEBUG     Serial.print("OFF ");     Serial.println(ch); #endif   }   digitalWrite(MySwitch[ch].relay,MySwitch[ch].state); }  // автовыключение void autoOff(){   // цикл по всем каналам   for (int i=0; i < CH; i++) {     // если время выключения подошло - щелкнем выключателем     if ((millis() >= MySwitch[i].time_off) && MySwitch[i].autostate) {       MySwitch[i].autostate = false;       doSwitch(i, LOW); #ifndef DEBUG       Serial.print("Auto OFF ");       Serial.println(i); #endif     }   } }  // определяем длину нажатия на клавишу и выполняем действия void pressDetect(int ch, unsigned long p_stop) {   if  (MySwitch[ch].press_start != 0) {     if ((p_stop-MySwitch[ch].press_start) < LONGPRESS) {       // короткое нажатие       MySwitch[ch].press_stop = p_stop; #ifndef DEBUG       Serial.print("Short press ");       Serial.println(ch); #endif       doSwitch(ch, MySwitch[ch].state ? LOW : HIGH);     }     else {       // длинное нажатие #ifndef DEBUG       Serial.print("Long press ");       Serial.println(ch);       digitalWrite(13, HIGH);       delay(1000);       digitalWrite(13, LOW); #endif     }   } }  // дополнительная логика работы void chkLogic(){   /* дополнительная логика (для с/у)      0-канал - свет с/у   1-канал - вытяжка с/у      если 0 канал включен больше, чем 1.5 минуты, то нужно включить и 1 канал.   после выключение 0 канала - 1 канал выключить через 10 минут   */      // если свет горит больше 1,5 минуты, а вытяжка не включена - нужно включить вытяжку   if ((onFlag == false) && (millis() > (MySwitch[0].power_on + 90000)) && (MySwitch[0].state == HIGH) && (MySwitch[1].state == LOW) && (MySwitch[1].press_stop < MySwitch[0].power_on)) {     // включаем вытяжку     doSwitch(1, HIGH);     // взводим флаг автовключения     onFlag = true;      logicFlag = true;     // выключаем режим автовыключения по таймауту     MySwitch[1].autostate = false; #ifndef DEBUG       Serial.println("Auto Logic ON"); #endif   }      // если вытяжка включена - дадим ей новое время выключения - через 10 минут после выключения света   if ((logicFlag == true) && (offFlag == false) && (MySwitch[1].state == HIGH) && (MySwitch[0].state == LOW)) {     MySwitch[1].time_off = millis() + 600000;     MySwitch[1].autostate = true;     offFlag = true; #ifndef DEBUG       Serial.println("Auto Logic OFF started"); #endif   }      // если все выключено, сбрасываем все флаги   if ((logicFlag == true) && (MySwitch[0].state == LOW) && (MySwitch[1].state == LOW)) {     offFlag = false;     onFlag = false;     logicFlag = false;      #ifndef DEBUG       Serial.println("Logic reset"); #endif   }      // если при включенной вытяжке выключатель выключили вручную - запускаем автовыключение вытяжки   if ((logicFlag == false) && (offFlag == false) && (MySwitch[0].press_stop > MySwitch[1].power_on) && (MySwitch[1].state == HIGH) && (MySwitch[0].state == LOW)) {     logicFlag = true; #ifndef DEBUG       Serial.println("Auto OFF 1 after manual OFF 0"); #endif   } }

Базовые функции работают ровно так, как хотелось.
Короткие нажатия кнопок включают соответствующие светодиоды, доп.логика срабатывает. По длинному нажатию любой кнопки — на одну секунду зажигается встроенный светодиод (D13) на ардуино.

Теперь можно реализовывать и беспроводные функции.

Для этого обратимся к одному из моих ранних постов: Беспроводные коммуникации «умного дома».

Основные принципы, которые я там описывал — выдержали проверку временем и претерпели очень незначительные изменения.

Для работы с параметрами подойдет структура:

typedef struct{   float Value;         // значение    boolean Status;      // статус   // 0 - RO   // 1 - RW   char Note[16];       // комментарий }  Parameter;

Для передаваемых данных буду использовать следующую структуру:

typedef struct{            int SensorID;        // идентификатор датчика   int CommandTo;       // команда модулю номер ...   int Command;         // команда   // 0 - ответ   // 1 - получить значение   // 2 - установить значение   int ParamID;         // идентификатор параметра    float ParamValue;    // значение параметра   boolean Status;      // статус   // 0 - только для чтения (RO)   // 1 - можно изменять (RW)   char Comment[16];    // комментарий } Message;

Согласно вышесказанного, мой модуль будет описываться следующим образом:

#define SID 701                        // идентификатор датчика #define NumSensors 8                   // количество параметров   Parameter MySensors[NumSensors+1] = {    // описание датчиков (и первичная инициализация)   NumSensors,0,"BR 2Floor",        // информация о модуле   0,1,"Ch.1 (Light)",    // состояние канала 1 (свет)   0,1,"Ch.2 (Vent)",     // состояние канала 2 (вентиляция)   0,1,"Ch.1 (LP)",       // флаг длинного нажатия в 1 канале   0,1,"Ch.2 (LP)",       // флаг длинного нажатия в 2 канале   0,1,"Auto-delayON",    // время до автоматического включения вытяжки (после включения света), в минутах   0,1,"Auto-delayOFF",   // время до автоматического выключения вытяжки (после выключения света), в минутах   0,1,"Ch.1 AutoOFF",    // время автовыключения в 1 канале, в минутах   0,1,"Ch.2 AutoOFF"     // время автовыключения в 2 канале, в минутах }; Message sensor;

Видно, что все ключевые параметры, описывающие текущее состояние и временные параметры, присутствуют.

Еще немного программирования и код готов.

//подключаем библиотеки #include <avr/wdt.h> #include <Bounce.h> #include <SPI.h> #include "RF24.h" #include <EEPROM.h>  #define DEBUG // если нужна отладка - закомментировать  // определим количество каналов #define CH 2  // определим задержку для длинного нажатия #define LONGPRESS 2000  // 2 секунды  // описание параметров модуля #define SID 701                        // идентификатор датчика #define NumSensors 8                   // количество параметров   // создадим структуру для хранения параметров "канала" typedef struct {   int button;                // пин кнопки   int relay;                 // пин реле   boolean state;             // состояние (вкл/выкл)   unsigned long power_on;    // время, когда нагрузка была включена   unsigned long auto_off;    // время, через которое нагрузку автоматически выключить   unsigned long time_off;    // время, автовыключения    boolean autostate;         // флаг, означающий, что ждем автовыключение    unsigned long press_start; // время, когда кнопку нажали   unsigned long press_stop;  // время, когда кнопку отпустили } Channel;  // определим параметры каналов Channel MySwitch[CH] = {   15, 3, LOW, 0, 0, 0, false, 0, 0,   14, 4, LOW, 0, 0, 0, false, 0, 0 };  // создаем структуру для описания параметров typedef struct{   float Value;         // значение    boolean Status;      // статус   // 0 - RO   // 1 - RW   char Note[16];       // комментарий }  Parameter;  // создаём структуру для передачи значений typedef struct{            int SensorID;        // идентификатор датчика   int CommandTo;       // команда модулю номер ...   int Command;         // команда   // 0 - ответ   // 1 - получить значение   // 2 - установить значение   int ParamID;         // идентификатор параметра    float ParamValue;    // значение параметра   boolean Status;      // статус   // 0 - только для чтения (RO)   // 1 - можно изменять (RW)   char Comment[16];    // комментарий } Message;  /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////  Parameter MySensors[NumSensors+1] = {    // описание датчиков (и первичная инициализация)   NumSensors,0,"701 (2F, bath)",        // в поле "комментарий" указываем пояснительную информацию о датчике и количество сенсоров   0,1,"Ch.1 (Light)",    // состояние канала 1 (свет)   0,1,"Ch.2 (Vent)",     // состояние канала 2 (вентиляция)   0,1,"Ch.1 (LP)",       // флаг длинного нажатия в 1 канале   0,1,"Ch.2 (LP)",       // флаг длинного нажатия в 2 канале   0,1,"Auto-delayON",    // время до автоматического включения вытяжки (после включения света), в минутах   0,1,"Auto-delayOFF",   // время до автоматического выключения вытяжки (после выключения света), в минутах   0,1,"Ch.1 AutoOFF",    // время автовыключения в 1 канале, в минутах   0,1,"Ch.2 AutoOFF"     // время автовыключения в 2 канале, в минутах };  Message sensor;   /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////  // создаем объекты класса Bounce. Указываем пины, к которым подключены кнопки и время дребезга в мс. Bounce bouncer0 = Bounce(MySwitch[0].button,5);  Bounce bouncer1 = Bounce(MySwitch[1].button,5);   // флаг для дополнительной логики boolean logicFlag = false; boolean onFlag = false; boolean offFlag = false;  //RF24 radio(CE,CSN); RF24 radio(10,9);  unsigned long measureTime; #define DELTAMEASURE 15000  // раз в 15 секунд будем флудить в эфир  const uint64_t pipes[2] = {    0xF0F0F0F0A1LL, 0xF0F0F0F0A2LL };  volatile boolean waitRF24 = false;  void setup() {   wdt_disable(); // бесполезная строка до которой не доходит выполнение при bootloop      // прочитаем параметры из EEPROM   prepareFromEEPROM();  #ifndef DEBUG   Serial.begin(9600);   Serial.println("Start!");   pinMode(13, OUTPUT); #endif   for(int i=0; i<CH; i++) {     // реле     pinMode(MySwitch[i].relay, OUTPUT);          // кнопки     pinMode(MySwitch[i].button, INPUT);          // включим подтягивающие резисторы для кнопок     digitalWrite(MySwitch[i].button, HIGH);     }   // радио    initRF24();    // включим обработчик прерывания (когда что-то приходит через радиоканал)   attachInterrupt(0, isr_RF24, FALLING);    measureTime = millis()+DELTAMEASURE;    //delay(5000); // Задержка, чтобы было время перепрошить устройство в случае bootloop #ifndef DEBUG   Serial.println("Ready!"); #endif   wdt_enable (WDTO_8S); // Для тестов не рекомендуется устанавливать значение менее 8 сек. }  void loop() {    // работаем с кнопками   button_read();    // отработаем автовыключение   autoOff();    // проверим дополнительную логику работы   chkLogic();    // послушаем радио   listenRF24();    // если пора - пофлудим в эфир   floodRF24();    // сбросим сторожевую собаку   wdt_reset(); }   void  button_read(){    //если сменилось состояние кнопки 1   if ( bouncer0.update() ) {     if ( bouncer0.read() == LOW) {       // фиксируем время старта нажатия       MySwitch[0].press_start = millis();     }     else {       // определяем, какое нажатие было (короткое или длинное) и делаем, что требуется.       pressDetect(0, millis());     }   }    //если сменилось состояние кнопки 2   if ( bouncer1.update() ) {     if ( bouncer1.read() == LOW) {       MySwitch[1].press_start = millis();     }     else {       //MySwitch[1].press_stop = millis();       pressDetect(1, millis());     }   } }  // реализация выключателя void doSwitch(int ch, boolean state){   // устанавливаем требуемое состояние выключателя   MySwitch[ch].state = state;   // если выключатель перешел в положение "ВКЛ" и время автоотключения больше нуля   if (MySwitch[ch].state == HIGH) {     // зафиксируем время включения     MySwitch[ch].power_on = millis();     if((MySwitch[ch].auto_off > 0) && (MySwitch[ch].auto_off != 0)) {       // посчитаем время, когда надо будет автоматически выключить       MySwitch[ch].time_off = MySwitch[ch].power_on + MySwitch[ch].auto_off;       MySwitch[ch].autostate = true;     } #ifndef DEBUG     Serial.print("ON ");     Serial.println(ch); #endif   }   else {     // отлючим режим автовыключения     MySwitch[ch].autostate = false;     // сбросим время автовыключения     MySwitch[ch].time_off = 0; #ifndef DEBUG     Serial.print("OFF ");     Serial.println(ch); #endif   }   digitalWrite(MySwitch[ch].relay,MySwitch[ch].state); }  // автовыключение void autoOff(){   // цикл по всем каналам   for (int i=0; i < CH; i++) {     // если время выключения подошло - щелкнем выключателем     if ((millis() >= MySwitch[i].time_off) && MySwitch[i].autostate) {       MySwitch[i].autostate = false;       doSwitch(i, LOW); #ifndef DEBUG       Serial.print("Auto OFF ");       Serial.println(i); #endif     }   } }  // определяем длину нажатия на клавишу и выполняем действия void pressDetect(int ch, unsigned long p_stop) {   if  (MySwitch[ch].press_start != 0) {     if (((p_stop-MySwitch[ch].press_start) < LONGPRESS) && (p_stop-MySwitch[ch].press_start) > 0) {       // короткое нажатие       MySwitch[ch].press_stop = p_stop; #ifndef DEBUG       Serial.print("Short press ");       Serial.println(ch); #endif       doSwitch(ch, MySwitch[ch].state ? LOW : HIGH);     }     else {       // длинное нажатие #ifndef DEBUG       Serial.print("Long press ");       Serial.println(ch);       digitalWrite(13, !digitalRead(13)); #endif       // взводим соответствующий флаг в структуре параметров       MySensors[ch+3].Value = 1;       // сброс этого флага оставим на "совести" управляющего блока       // управляющий блок получает "взведенный" флаг, что-то делает (согласно своей логики)       // и после завершения соответствюущих действий по радиоканалу "сбрасывает" флаг     }   } }  // дополнительная логика работы void chkLogic(){   /* дополнительная логика (для с/у)        0-канал - свет с/у    1-канал - вытяжка с/у        если 0 канал включен больше, чем 1.5 минуты, то нужно включить и 1 канал.    после выключение 0 канала - 1 канал выключить через 10 минут    */    // если свет горит больше заданного интервала (параметр MySensors[5].Value и он - ненулевой), а вытяжка не включена - нужно включить вытяжку   if ((onFlag == false) && (millis() > (MySwitch[0].power_on + MySensors[5].Value*60000)) && (MySensors[5].Value != 0) && (MySwitch[0].state == HIGH) && (MySwitch[1].state == LOW) && (MySwitch[1].press_stop < MySwitch[0].power_on)) {     // включаем вытяжку     doSwitch(1, HIGH);     // взводим флаг автовключения     onFlag = true;      logicFlag = true;     // выключаем режим автовыключения по таймауту     MySwitch[1].autostate = false; #ifndef DEBUG     Serial.println("Auto Logic ON"); #endif   }    // если вытяжка включена - дадим ей новое время выключения - через заданный интервал ((параметр MySensors[6].Value и он - ненулевой) после выключения света   if ((logicFlag == true) && (offFlag == false) && (MySensors[6].Value != 0) && (MySwitch[1].state == HIGH) && (MySwitch[0].state == LOW)) {     MySwitch[1].time_off = millis() + MySensors[6].Value*60000;     MySwitch[1].autostate = true;     offFlag = true; #ifndef DEBUG     Serial.println("Auto Logic OFF started"); #endif   }    // если все выключено, сбрасываем все флаги   if ((logicFlag == true) && (MySwitch[0].state == LOW) && (MySwitch[1].state == LOW)) {     offFlag = false;     onFlag = false;     logicFlag = false;  #ifndef DEBUG     Serial.println("Logic reset"); #endif   }    // если при включенной вытяжке выключатель выключили вручную - запускаем автовыключение вытяжки   if ((logicFlag == false) && (offFlag == false) && (MySwitch[0].press_stop > MySwitch[1].power_on) && (MySwitch[1].state == HIGH) && (MySwitch[0].state == LOW)) {     logicFlag = true; #ifndef DEBUG     Serial.println("Auto OFF 1 after manual OFF 0"); #endif   } }  void floodRF24(){   // пофлудим в эфире (1 раз в DELTAMEASURE милисекунд)   // имя датчика не передаем! имя датчика - только в ответ на прямой запрос!   if (millis() > measureTime){     getValue();     // если нужно отправлять все параметры     //for (int i=1; i<=NumSensors; i++) {     // флудим только актуальными параметрами (параметры, отвечающие за настройки - не передаем)     for (int i=1; i<=4; i++) {       sendSlaveMessage(0, i);       delay(20);     }     measureTime = millis()+DELTAMEASURE;   } }  void getValue(){   MySensors[1].Value = MySwitch[0].state;   MySensors[2].Value = MySwitch[1].state;   return; }  // обработчик прерывания для прослушивания эфира void isr_RF24(){   waitRF24 = true; }  // отправить сообщение (от, кому, идентификатор параметра) - универсальная функция (slave) // ! нет проверки на валидность ParamID void sendSlaveMessage(int To, int ParamID) {   // отключаем режим приёма   radio.stopListening();    radio.openWritingPipe(pipes[0]);   radio.openReadingPipe(1,pipes[1]);    delay(20);    //подготовим данные в структуру для передачи   sensor.SensorID = SID;   sensor.CommandTo = To;   sensor.Command = 0;   sensor.ParamID = ParamID;           sensor.ParamValue = MySensors[ParamID].Value;           sensor.Status = MySensors[ParamID].Status;   memcpy(&sensor.Comment,(char*)MySensors[ParamID].Note, 16);    //отправляем данные по RF24   bool ok = radio.write( &sensor, sizeof(sensor) );     delay (20);     // включим режим приёма   radio.openWritingPipe(pipes[1]);   radio.openReadingPipe(1,pipes[0]);   radio.startListening(); }  // слушаем радио void listenRF24(){   // слушать имеет смысл, если по прерыванию был взведен флаг   if (waitRF24) {     waitRF24 = false;     // разберем, что пришло     // если получена команда     if (radio.available()) {       bool done = false;       while (!done)       {         done = radio.read( &sensor, sizeof(sensor) );         // если команда этому модулю - обрабатываем         if (sensor.CommandTo == SID) {           // исполнить команду (от кого, команда, парметр, комментарий)           doCommand(sensor.SensorID, sensor.Command, sensor.ParamID, sensor.ParamValue, sensor.Status, sensor.Comment);         }       }     }   } }   // исполнить команду (от кого, команда, IDпараметра, значение парметра, статус, комментарий) - универсальная функция void doCommand(int From, int Command, int ParamID, float ParamValue, boolean Status, char* Comment) {   // тут можно добавить условие - проверка от кого можно обрабатывать команды, а от кого - нет   switch (Command) {   case 0:     // ничего не делаем      break;   case 1:       getValue();     // читаем и отправляем назад     sendSlaveMessage(From, ParamID);     break;   case 2:     // устанавливаем     setValue(From, ParamID, ParamValue, Comment);     // отчитываемся     sendSlaveMessage(From, ParamID);     break;   default:     break;    } }    // установка значений (от, что, значение, комментарий) void setValue(int From, int ParamID, float ParamValue, char* Comment) {   // если требуется установить уже и так установленное состояние - просто игнорируем команду   if(MySensors[ParamID].Value != ParamValue){     // если требуется включить/выключить - делаем (по параметрам) "имитацию" короткого нажатия соответствующей кнопки     // опять же не "дергаем" выключатель почем зря (только если состояние требуется изменить)     if((ParamID<3) && (MySwitch[ParamID-1].state != (boolean)ParamValue)) {       // "нажали кнопку"       MySwitch[ParamID-1].press_start = millis()-50;       // "отпустили кнопку" (система по "отпусканию" сама реализует обработку)       pressDetect(ParamID-1, millis());     }     else {  // просто делаем       MySensors[ParamID].Value = ParamValue;       // если передаются параметры, задающие временные интервалы - фиксируем в EEPROM       if (ParamID > 4){         EEPROM.write(ParamID-5, MySensors[ParamID].Value);         // обновим параметры канала         if(ParamID > 6) {           MySwitch[ParamID-7].auto_off = ((unsigned long)MySensors[ParamID].Value)*60000;         }       }     }   } }  void initRF24(){   radio.begin();   radio.setRetries(15,15);   // номер выбранного частотного канала (подобрать свой)   radio.setChannel(100);   radio.openWritingPipe(pipes[0]);   radio.openReadingPipe(1,pipes[1]);   radio.startListening(); // включаем режим приёма }  void prepareFromEEPROM() {   // 4 параметра = 4 ячейки памяти по 1 байту:      // 0 - время до автоматического включения вытяжки (после включения света), в минутах   // 1 - время до автоматического выключения вытяжки (после выключения света), в минутах   // 2 - время автовыключения в 1 канале, в минутах   // 3 - время автовыключения в 2 канале, в минутах      for(int i=0; i<4; i++) {     MySensors[i+5].Value = EEPROM.read(i);   }      // теперь заполним соответствующие параметры для времени автовыключения   for(int i=0; i<CH; i++) {     MySwitch[i].auto_off = ((unsigned long)MySensors[i+7].Value)*60000;   } }

Собственно, теперь осталось прошить наш модуль.

Для прошивки я использую программатор USBtinyISP.

Прошил, проверил работу — все ок, но обнаружилось, что в «чистом» МК все байты EEPROM установлены в 255, что дает соответствующие задержки.

По коду, который приведен выше, видно, что установка всех временных параметров производится только через радиоканал. Но про «управляющий модуль» я еще ничего не написал — поэтому надо как-то «изолированно» решить эту проблему.

Для этого можно воспользоваться примерами из библиотеки EEPROM и прямо из них прописать первичные (более актуальные) значения в соответствующие ячейки энергонезависимой памяти.

Последующая проверка показала, что теперь все работает как раз так, как хотелось.

Еще раз повторю свой основной принцип устройств моего «умного дома»: каждое созданное устройство сделано для достижения какой-то определенной цели и оно должно работать самостоятельно.

Теперь устройство самодостаточно и готово выполнять свою основную функцию (даже без радиоканала). Можно монтировать.

Установка модуля

Радиоуправляемый модуль будет монтироваться внутрь стены из гипсокартона — поэтому выбрал подходящий корпус (чтобы в него влез собственно модуль и блок питания для него и чтобы этот корпус можно было без проблем пропихнуть в отверстие для установки монтажной коробки).

Плату блока питания взял там же, где и в прошлый раз — распилил блок питания для iPhone. В принципе, можно сделать конденсаторный блок питания или поискать уже готовые варианты (например, тут).

Получилось как-то так (тут уже все подключено — проводил последние тесты перед монтажом в стену):

Корпус оказался несколько великоват, но имеющийся в хозяйстве более мелкий — не подошел.

Правильнее было бы, конечно, сначала выбрать конкретный корпус и делать под него, но у меня не было особых ограничений на размер, поэтому «как получилось».

Теперь можно заняться непосредственно «встраиванием» модуля в стену (к сожалению, увлекся процессом и забыл фотографировать, поэтому только текстовое описание):

Обесточиваем соответствующую цепь освещения.
Демонтируем имеющийся выключатель (не забываем промаркировать, какие пары идут на свет, а какие — на вытяжку).
Снимаем монтажную коробку
Подключаем радиовыключатель к соответствующим проводам (попутно избавляясь от «скруток», которые оставили «добрые строители»).
Аккуратно заталкиваем все провода и радиовыключатель в промежуток между листами гипсокартона (я решил расположить модуль выше выключателя, чтобы его было проще достать при необходимости).
Выводим провода, к которым будем подключать кнопочный выключатель в отверстие для установки монтажной коробки (специально взял принципиально отличающийся от остальной проводки кабель — МГТФ, чтобы в случае чего электрику было понятно, что тут «что-то странное» и с этим надо сначала разобраться).
Теперь можно установить монтажную коробку и подключить кнопочный выключатель.

Все, готово. Включаем электричество и проверяем, что все работает так, как хотелось.

Результат

Созданное устройство успешно смонтировано и отлично заменило «тупой» выключатель, добавив к нему чуточку «ума» (экономию электроэнергии в случаях «забывчивости» хозяев, автоматическое включение/выключение вытяжки и т.п.).

Продолжение следует…

P.S. В обсуждении первого поста были вопросы по поводу использования другой элементной базы, в том числе и для достижения более компактных размеров.

Недавно в руки мне попал вот такой зверек:

Это обычное реле (очень тихое) с двумя группами коммутируемых контактов. Может включать/выключать цепи на 220В (мощность небольшая, но для светодиодных ламп — вполне подойдет). Управляется 5В, можно подключать напрямую к выводу МК (без транзистора).

Это я к тому, что не стоит ко всему относиться как к догме (повторять все проекты «один в один») — ищите, подбирайте наиболее адекватные (для каждой конкретной задачи) решения, модифицируйте!

Полезные ссылки:

Спасибо Nikita_Rogatnev за помощь в подготовке материала к публикации.

ссылка на оригинал статьи http://habrahabr.ru/post/215177/