• Dvouřádkový displej zobrazuje několikaúrovňové uživatelské menu.
• Program využívá dvě globální proměnné, které určují aktuální pozici ve struktuře uživatelského menu. Na základě vyhodnocení těchto proměnných se na displeji zobrazují odpovídající údaje.
• Kliknutím na šipku vlevo/vpravo se změní hodnota Menu_Col a tím určí hlavní položku ve zvolené nabídce.
• Kliknutím na šipku nahoru/dolů se změní hodnota Menu_Row a tím určí podřízenou volbu v hlavní zvolené položce nabídky.
• Dlouhým stiskem šipky nahoru si systém zapamatuje aktuálně zvolené menu a vrátí se k němu vždy při novém rozsvícení displeje.
• Displej se automaticky vypíná po několika sekundách. Pokud by displej svítil trvale vypálí se do něj dlouhodobě zobrazený motiv.
• Při sepnutí relé pro ovládání čerpadla ohřevu náhodně docházelo k „zamrznutí“ celého systému.
  • Myslel jsem, že to může být způsobeno velkým množstvím string proměnných, které by po čase mohly způsobit zamrznutí. Všechny string jsem převedl na array of char[], ale ani tímto jsem problém nevyřešil.
  • Watchdog v tomto případě taky nefunguje. Uvažoval jsem o externím watchdog, který by sledovat aktivitu na zvolenému datovém pinu. Pokud pulzy zmizí dojde k resetu celého zařízení.
  • Zdrojem může být i rušení při spínání relé. Proto jsem oddělil napájecí větve vývojové desky a bloku relátek, ale ani tímto se problém nevyřešil. Uvažuji o náhradě standardních mechanických relé polovodičovým SSR.
  • Abych v současném stavu zajistil spolehlivý chod celého zařízení pravidelně (4x denně) ho restartuji. K tomu jsem využil původně použité spínací hodiny, které 4x denně na 1 minutu celé zařízení vypnou.
  • Celý problém se vyřešil přechodem na verzi FOHB02. Pomocná relé jsem nahradil FET tranzistory, což odstranilo potenciální rušení elektroniky.
• Neosvědčilo se mi použití dotykových tlačítek. Během léta je uvnitř zahradního domečku více jak 50°C a při této teplotě se tlačítka začínají samostatně spínat.
  • Ve verzi FOHB02 jsem využil piny ESP32, které jsou přímo určeny pro připojení dotykových tlačítek. Zatím jsem u nich nezaznamenal žádné problémy.

Zapojení teplotních čidel

• každé teplotní čidlo je připojeno k samostatnému datovému pinu. (I když teplotní čidla umožňují připojení na jeden společný datový pin). Tímto způsobem je zajištěna možnost výměny vadného čidla za nové bez nutnosti úpravy firmware. Předpokládám, že čidla, která jsou trvale pod vodou nebo ve venkovním prostředí bude nutné občas vyměnit.
• Teplotní čidla v bazénu jsou cca 10 m daleko od bloku elektroniky. Propojení teplotních čidel s vyhodnocovací elektronikou je realizováno pomocí UTP kabelu. Využil jsem úplného třívodičového připojení čidel. Datový vodič a napájecí nulový vodič jsou připojeny na jeden pár kroucené dvojlinky. Napájení 5V teplotního čidla je vedeno samostatným párem kroucené dvojlinky.

Projekt OPTI (optický interface)

Zadání projektu:

• Zajistit vyšší elektrickou bezpečnost. V předcházející verzi byl blok elektroniky napájen přímo ze síťového napájení. V případě poruchy existovala možnost, že by se napětí prostřednictvím senzoru teploty mohlo dostat přímo do vody. Celý systém byl sice jištěn proudovým chráničem, ale pokud se v bazénu koupou děti, tak se žádná ochrana nezdá dostatečná.

Řešení projektu:

• Nejdříve se celé řešení zdálo triviální. Na straně řídicí elektroniky použiju optický vysílač, na straně výkonové použiju optický přijímač a celé to propojím optovodičem. Prostě řídicí elektronika rozsvítí LED, světlo se přenese a výkonová část sepne odpovídající světlo nebo čerpadlo.
• Nakoupil jsem součástky a zjistil, že mi to vůbec nefunguje tak, jak jsem předpokládal. Světlo LED se krásně přenášelo, ale čerpadlo se sepnulo na 1 sekundu a konec. Když jsem optovodič vytáhnul a zase připojil, znovu se čerpadlo na 1 sekundu spustilo.
• Příčinou bylo to, že použitý optický přijímač neuměl pracovat ve statickém režimu. Přenášené světlo muselo být modulováno určitou frekvencí. Nezbývalo tedy, než celý systém přestavět. Testováním přijímače při různých frekvencích signálu jsem našel optimální frekvenci pro spolehlivý přenos.
• Průběh při frekvenci 3kHz
• Průběh při frekvenci 140 kHz
• Do řídicí části jsem přidal jednoduchý oscilátor a logická hradla, která se na základě řídicích signálů otevírala a pouštěna průběh z oscilátoru na optický vysílač.
• Na straně přijímače jsem pomocí několika logických obvodů (čítače, hradla) sestavil vyhodnocovací logiku. V případě, že během přesně určené doby přijde z optického přijímače určitý počet pulsů, považuje se to za stav sepnuto. Pokud je frekvence nižší (zlomený optovodič) nebo vyšší (nečekaný rušivý signál) považuje se to za stav vypnuto.
• Schéma vysílací části
• Schéma přijímací části

Projekt SLPW (solární bateriový modul)

Zadání projektu:

• Zajistit bezpečné napájení řídicího systému FOHB02
• Jako zdroj energie využít solární panel
• Záložní baterie musí být schopna systém napájet minimálně jeden týden v případě nefunkčního solárního panelu
• Mít možnost sledovat parametry modulu: napětí s proud solárního panelu, napětí a proud záložní baterie, napětí a proud zátěže.

Řešení projektu:

• Solární bateriový zdroj jsem sestavil z běžně dostupných komponent.
• Baterie, solární panel a řídicí PWM modul jsem sestavil dle doporučení výrobce.
• Navíc jsem chtěl sledovat parametry (napětí a proud)v jednotlivých větvích PWM modulu.
• Pro snímání proudu jsem použil modul snímače proudu s obvodem ACS712
• Přemýšlel jsem jakým způsobem snímat napětí jednotlivých větví. Nikde jsem nenašel, jestli jsou kladné nebo záporné svorky jednotlivých větví vnitřně propojené. Proto jsem si nemohl dovolit spojit tyto svorky ani ve snímací elektronice. Odporové děliče pro snímání napětí jsem tedy použil jak pro kladnou tak pro zápornou svorku každé větve. Výsledné napětí je tak rozdílem těchto dvou naměřených hodnot.
• Bude tedy potřeba měřit minimálně 9 analogových hodnot. PWM modul má tři větve : solární panel, baterie a zátěž. V každé větvi měříme proud (převeden na napětí pomocí ACS712), napětí kladné svorky a napětí záporné svorky.
• Všechny analogové hodnoty jsem přes 16 kanálový analogový multiplexer přivedl na jediný analogový vstup řídicího obvodu ESP8266.
• Řídicí obvod zajistí měření všech hodnot a v pravidelných intervalech odesílá data do SQL databáze internetového serveru.
• Při sledování hodnot jsem neřešil mobilní aplikaci. Průběhy je možné zobrazit kliknutím na odpovídající tlačítka v horní části této stránky. Přístup k měřeným hodnotám je chráněn heslem. (Takže ne pro všechny)
• V galerii na konci stránky je několik obrázku z průběhu sestavování modulu.

Mobilní aplikace FOHB:

• Kliknutím na následující odkaz je možné stáhnout nejnovější verzi mobilní aplikace, která umožní nastavení parametrů filtrace a ohřevu bazénu a navíc umožňuje sledovat zaznamenané průběhy teplot ve sledovaných místech. To je teplota vody v bazénu, teplota vzduch nad bazénem, teplota vody vstupující do solárního panelu a teplota vody, která opouští solární panel. Navíc systém monitoruje i teplotu řídicí elektroniky.

Dosud nevyřešené problémy:

• Trvalým problémem je propojení UTP kabelu a přívodního kabelu čidla. Toto propojení je provedeno přímo ve „skimmeru“. Všudypřítomná vlhkost způsobuje korozi vodičů a zatím se mi nepodařilo najít 100% spolehlivé spojení těchto tenkých drátků. Pokoušel jsem se pájené spoje zalít silikonem, obalit smršťovací bužírkou s lepidlem, … Po čase se spoj rozpojí (zoxidují a rozpadnou se) a čidla umístěná v bazénu přestanou fungovat. Je to vidět i v galerii na obrázku s dlouhodobým průběhem měření teploty. Obrázek grafu
• V projektu OPTI se projevila chyba v návrhu, kdy jsem nepočítal se změnou parametrů součástek při změně teploty. Oscilátory ve vysílací a přijímací části jsou řešeny pomocí obvodu NE555 a několika diskrétních součástech. Pro generování delších pulsů jsem použil obyčejný elektrolytický kondenzátor. Celý systém tak spolehlivě funguje při teplotách od 15 do 30°C. Mimo tento rozsah se přijímací a vysílací část rozladí a přijímač pak trvale vypne všechna čerpadla a světla.