22 dicembre 2009

Centralina

Con immensa soddisfazione vi presento il mio ultimo lavoro di fai da te



Penso che una foto sia molto meglio di 1000 parole!

Funzionalità

1)Manuale
Accensione e spegnimento di 8 dispositivi in alta tensione

2)Timer e orologio
Permette di impostare un orario di accensione e spegnimento per ciascuna presa.
In caso di mancanza di corrente l'orologio viene preservato grazie ad una batteria tampone.

3)Temperatura
Monitoraggio costante della temperatura con precisione ai centesimi di grado (23,55°), visualizzazione su display. Possibilità di visualizzare temperatura min e max della giornata con orario.
Termostato n-soglie (attualmente gestite solo 4 una inferiore e 3 superiori). Ad esempio è possibile impostare: sotto i 25.7 accendere riscaldatore, sopra i 26.5 accendere le ventole, sopra i 27° refrigeratore e sopra i 28° spegnere le HQI. Delta soglie configurabili.

5)Ritardo accensione
Se impostato un ritardo, impedisce ad un dispositivo di accendersi immediatamente subito dopo uno spegnimento. Ad esempio impedisce alle hqi di accendersi immediatamente subito dopo uno spegnimento.

6)Osmoregolatore
Tramite 2 sonde galleggianti permette di effettuare il rabbocco automatico. Segnala visivamente la mancaza di acqua nella tanica di osmosi (led rosso). In caso di mancanza d'acqua sospende i rabbocchi ed evita che la pompa di rabbocco si bruci. Il ritardo garantisce che non avvengano rabbocchio prolungati che potrebbero portare ad allagamento.

7)Ph
Monitoraggio ph.

8)Blackout
Prevista nel sistema la possibilità di dire ad un dispositivo che in caso di blackout si accenda. Inoltre è possibile conoscere data e ora dell'ultimo inizio e fine blackout.

9)Mangiatoia automatica
ho modificato la mia mangiatoio EHEIM. Ora è possibile far si che sia sincronizzata con le pompe di movimento e che quindi si spengano per 5 minuti.

Interfaccia utente
L'interfaccia utente è davvero semplicissima. I menu sono numerati ad es.

1.Temperature 2.Ph

Lo stesso dicasi per i sotto menù.

Sia il ph che la temperatura sono dotati di autocalibrazione, rispettivamente su 2 punti e su un punto.

Realizzazione
Vi dico subito che non è stata una passeggiata; per mesi, la sera dopo il lavoro, mi sono dedicato anima e cuore a questa realizzazione.
La centralina è basata su un hardware open source di produzione italiana chiamato "Arduino" (http://www.arduino.cc/). E'ormai famoso nell'ambiente in quanto abbastanza versatile ed economico. Dotato di programmatore onboard, porta USB risulta molto comodo da programmare (per me che sono un informatico).
Numerosi produttori hanno realizzato delle cosiddette "shield" ovvero schede che letteralmente si innestano sull'arduino dotandolo di funzionalità aggiuntive, tipo ethernet, gsm etc..
Seppur potente arduino da solo serve a ben poco senza un opportuno RTC (real time clock), per i profani un orologio in grado di tener traccia del tempo che scorre.
Stessa questione dicasi per la tastiera e il display. Prima di trovare le giuste componenti ho dovuto sperimentare sulla mia pelle i più svariati problemi..ma alla fine i componenti sono stati identificati e cablati insieme.
Ho optato per una tastiera a membrana 3x4, LCD retroilluminato BLU 4x20.
Per le connessioni ai vari sensori per semplicità di assemblaggio mi sono orientato a comuni spinotti RCA. Per la connessione all'unità di potenza ho scelto una RS232(porta seriale).
Per l'unità di potenza, ovvero la parte del sistema che si occupa di pilotare le uscite in alta tensione, ho utilizzato una scheda preconfezionata, per avere un pcb già implementato senza perderci troppo la testa. La scheda l'ho inserita in apposito contenitore ip66 e dotata di porta RS232.
Per quanto riguarda la parte dei trasduttori, ovvero quelle componenti che servono ad acquisire informazioni dall'esterno, ho utilizzato:

Per la temperatura: sensore LM35DZ
Ho dovuto realizzare ben 4 sonde per identificare ogni genere di problema. Alcuni di natura meccanica di assemblaggio (infiltrazione d'acqua) altri di natura elettronica (disturbi da interferenze magnetiche dei neon). Alla fine la sonda che ne è uscita è davvero ottima con precisione altissima.

Per il ph ho utilizzato un amplificatore operazione di altissimo livello.
Sulla parte ph ho studiato per alcuni mesi. Dopo svariati tentativi e oltre 10 tipi di operazionali diversi ho identificato quello che pare essere il migliore (topo secret :-).
Chiaramente la sonda è dotata di connettore BNC di conseguenza anche la centralina è stata munita di BNC analogo

Per i galleggianti ho utilizzato i comuni galleggianti verticali con innesto tramite rca molto comodo.

Una foto del sistema completo



Affidabilità

Ad oggi la centralina è in funzione sulla mia vasca da circa 1 mese e devo dire che si sta comportando egregiamente, salvo piccoli bug che sto sistemando di volta in volta. La scheda arduino è davvero molto valida, ed è davvero una chicca made in italy.

Sviluppi futuri

Purtroppo l'investimento per lo studio delle componenti non è stato da poco, pertanto sono un pò fermo con gli sviluppi.
Ad ogni modo le prossime cose che realizzerò sono il combinatore di sms di allarme e la gestione della sonda redox...
Se qualcuno è interessato a partecipare attivamente al progetto, essendo disposto ad investire tempo e denaro può contattarmi per email.

Di seguito una foto della centralina integrata nel pannello laterale del mobile

Parte elettrica

Per quanto riguarda la parte elettrica ho destinato parecchio tempo allo studio.
Prima di tutto la divisione del mobile parte elettrica/parte idraulica, mi ha permesso di raggiungere una maggiore sicurezza da eventuali cortocircuiti derivanti da schizzi su spine. Ho deciso inoltre di non poggiare nulla sul pavimento del mobile proprio per evitare problemi elettrici in caso di allagamento. Per farlo ho dotato il mobile di un quadro elettrico appeso sull'anta posteriore e per i pesanti ballast HQI ho utilizzato un supporto (ikea) forato, in modo tale da ottenere anche una buona dissipazione del calore generato.
Ma veniamo alla parte elettrica vera e propria...
Ho utilizzato un quadro elettrico con 36 moduli...sembravano tantissimi e invece credetemi che sono sempre troppo pochi!
La prima linea di prese l'ho destinata alla centralina di controllo di cui parlerò a breve in un post dedicato. La seconda linea è lasciata libera per le utenze prive di gestione automatica; l'ultima linea è in parte libera e in parte collegata al buon vecchio e affidabilissimo termostato. Per una questione di costo per ora non ho previsto alcun magnetotermico ma non escludo in futuro l'eventuale aggiunta.
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