на главную
Карта сайта
English version
Вы читаете:

Wi-Fi ДУ на модуле NodeMCU

Разное
1 месяц назад

Снова о Wi-Fi ДУ на модуле NodeMCU


В статье [1] были рассмотрены общие принципы создания графического web-интерфейса (WebUI) систем беспроводного дистанционного управления (ДУ) на основе Wi-Fi-модуля NodeMCU v3 и приведён простой пример конкретной реализации WebUI для управления бытовой техникой. Важными аспектами в реализации и эксплуатации распределённых систем управления (РСУ) в целом являются функциональные возможности:

- местного управления оборудованием с одновременной передачей данных на WebUI для отображения (автоматическая синхронизация в направлении сервер-клиент);

- сохранения настроек оборудования и других данных в локальном ППЗУ.
Внедрение этих возможностей в рассмотренное устройство [1] существенно повысит его эксплуатационные свойства и даст представление об особенностях их реализации, в том числе и в промышленных целях.

В нашем случае в устройство управления бытовым вентилятором добавляются функции местного управления скоростью вращения с помощью кнопки, расположенной на его корпусе, передачи текущего значения скорости в WebUI с использованием технологии AJAX и сохранения этого значения в ППЗУ модуля NodeMCU для последующего включения без использования WebUI.

Изменения, вносимые в принципиальную схему, минимальны, поэтому она не приводится. Следует лишь добавить кнопку с контактами на замыкание и са-мовозвратом, которую надо установить между выводом D5 NodeMCU (на схеме не показан) и любым из выводов (контактов) GND. Рекомендуется также подключить параллельно контактам кнопки конденсатор ёмкостью 0,1..0,22 мкФ для подавления дребезга.

В большей степени изменения затронули программную часть сервера. На всех этапах программирования NodeMCU по-прежнему используется Arduino IDE, все установки для работы с платформой ESP8266 подробно описаны в [1]. Код серверной части приведён в файле FanControl3.ino.

Для обработки нажатий на кнопки задействован механизм прерываний. Особенностью работы с ESP8266 в Arduino IDE является обязательная инициализация всех функций обработки прерываний перед процедурой setup() с помощью инструкции, подобной этой:

void ICACHE_RAM_ATTR manSpdCtrl();
//init ISR function 

В этом случае инициализируется функция ручного управления скоростью manSpdCtrl(). Далее, внутри процедуры setup() обычным образом назначается обработчик прерывания по спаду высокого уровня на выводе SPD_PIN:

attachInterrupt(digitalPinToInterru pt(SPD_PIN), manSpdCtrl, FALLING).

Отметим, что предварительно SPD_PIN активирован как вход с "подтяжкой" с помощью функции pinMode(SPD_PIN, INPUT_PULLUP), поэтому подключения внешнего "подтягивающего" резистора не требуется.

Сама функция обработки прерывания предельно лаконична, что соответствует требованиям, предъявляемым к такого рода функциям:

void manSpdCtrl(){
//флаг ручного управления скоростью
manCtrl = true;
}

Здесь только устанавливается соответствующий флаг, а логическая обработка нажатий на кнопку происходит в основном цикле:

if (manCtrl) {
if (pwmOut < N_PWM) pwmOut++; else pwmOut = 0;
eeWrite();
manCtrl = false;
}

Как видно, процедура обработки проста и циклически увеличивает при каждом нажатии переменную pwmOut, определяющую коэффициент программной ШИМ и собственно скорость вращени я. Подробно о необходимости введения программной ШИМ и алгоритме её реализации рассказано в [1].

Отсюда же вызывается функция eeWrite(), служащая для записи в ППЗУ установленного значения переменной pwmOut. Она содержит стандартную последовательность инструкций:

void eeWrite() {
//запись в EEPROM byte 0
EEPROM.write(0, pwmOut); EEPROM.commit();
}

Вызов метода commit() является обязательным. С его помощью подтверждается запись всех данных, ранее подготовленных с помощью метода write(). Естественно, перед работой с функциями EEPROM необходимо подключить соответствующую библиотеку <EEPROM.h> в секции #include и выделить область памяти в 1 байт методом EEPROM.begin(1) в процедуре setup(). Там же происходит чтение сохранённых данных при запуске устройства:

//считывание сохранённого значения скорости
pwmOut = EEPROM.read(0);
if (pwmOut > N_PWM) { //чистая память
pwmOut = 0;
eeWrite(); //запись pwmOut в память
powerOn = false;
}

Если выделенная область памяти ни разу не использовалась (при первом включении считывается значение FF), в неё записываются нули, и устройство находится в выключенном статусе до первой команды на запуск, т. е. до изменения параметра скорости.

Рассмотрим теперь изменения в коде программы клиентской части на примере файла index.html, содержимое которого загружается с сервера в пользовательский интерфейс в обработчике запроса корневого URL:
void handleRoot() {
//отправка индексной html-страницы
server.send(200, "text/html", idx_page);
}

В этом случае строковая переменная idx_page содержит html-код индексной веб-страницы. Сама переменная idx_page назначается в процедуре setup() с помощью макроса F, который определяет, что содержимое переменной будет загружено во флэш-память с целью высвобождения ОЗУ. HTML-код в отформатированном удобочитаемом виде с комментариями приведён в файле index.htm. "Чистый" html-код, помещаемый в переменную idx_page, приведён в файле index_.htm.

Изменения кода index.htm незначительны, так как он создавался в расчёте на перспективное внедрение новых функций. Для автоматического обновления данных (параметра скорости) в WebUI используется технология AJAX, не требующая перезагрузки всей страницы. Посколькуjs-функция loadParms() уже используется для первичной загрузки параметров с сервера по событию <body onload>, достаточно добавить её вызов по таймеру для периодического обновления данных. Для этого реализован таймер:

lettimerId = setTimeout(function t() { loadParms();

timerId = setTimeout(t, 2000);

}, 2000);

Период опроса составляет 2 с (2000 мс). Это является оптимальным эмпирическим значением для автоматической системы управления технологическим процессом в целом.

Помимо этого, из интерфейса удалён чекбокс ON|OFF. Для отключения устройства достаточно установить ноль параметра скорости с помощью регулятора скорости или локальной кнопкой. Включение происходит при любом значении скорости, отличном от нуля. Внешний вид обновлённого интерфейса показан на рисунке.

Внешний вид обновлённого интерфейса

Внешний вид обновлённого интерфейса

 

Соответственно из кода клиентской и серверной частей удалены функции обработки состояния чекбокса On | OFF. Отметим также, что программное обеспечение в целом подверглось заметной оптимизации кода, который снабжён достаточно подробными комментариями, поэтому полное его описание приводить не будем.

Схема, конструкция, применяемые детали и налаживание подробно описаны в [1]. Кнопка управления скоростью может быть применена любая слаботочная без фиксации, например, RWD-304, DS-316 [2]. Её устанавливают на корпусе устройства.

Дополнительный конденсатор - К10-17б или аналогичный керамический (или плёночный) ёмкостью 0,1...0,22 мкФ. Его желательно разместить ближе к контактам платы NodeMCU.

Упомянутая в тексте программа находится здесь.

Литература

1.Панкратьев Д. Web-интерфейс Wi-Fi ДУ на модуле NodeMCU. - Радио, 2020, № 12, с. 44-47.

2.Кнопки DS-316. - URL: https:// asenergi.com/catalog/knopki/ds/ds-316.html (07.09.22).

Автор: Д. Панкратьев, г. Ташкент, Узбекистан

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

Поля, обязательные для заполнения

Изготовление печатных плат