Управление реле через интернет. Ethernet модуль Laurent - сетевое реле

В этом небольшом обзоре рассмотрим четыре вида реле, управляемых через интернет, от российской компании KERNELCHIP. Данное предприятие на протяжении более чем 10 лет профессионально занимается разработкой и программированием нестандартных устройств сопряжения с компьютерами, а также разработкой систем автоматизации и управления и систем удаленного управления и мониторинга по сети Ethernet и по GSM/GPRS. Сегодня, когда интернет есть повсюду, такие решения актуальны как никогда. Речь пойдет об управляемых реле серии Лоран (Laurent).

Данный модуль имеет особенность — специальное назначение: сбор и передача, посредством Ethernet (LAN) интерфейса, показаний цифровых термодатчиков. Модуль способен работать максимум — с 20 датчиками типа Dallas DS18B20. Датчики подключаются к общей шине 1-Wire.

Таким образом, Laurent-T представляет собой Ethernet - контроллер температуры, способный работать с от 1 до 20 датчиками, имеющий встроенный веб-интерфейс с удобной таблицей имен датчиков (которые пользователь может произвольно задавать), с возможностью аппаратного сброса шины 1-Wire при помощи встроенного реле, при этом командный интерфейс (API), конечно, открытый.

Часто на предприятии возникает надобность в групповом сборе данных с цифровых датчиков температуры — в централизованном сборе показаний. Это удобно делать через сеть Ethernet удаленно. Не всегда ведь есть время ходить и собирать по крупицам информацию от каждого из десятков цифровых термодатчиков, подключенных через 1-Wire шину. Вот такие задачи и помогает решать модуль Laurent-T.

Собранные с датчиков показания будут переданы оператору по Ethernet-сети через интегрированный веб-интерфейс, XML/JSON или командную строку (TCP порт). Каждому датчику может быть легко назначено имя в соответствии с идентификационным номером датчика. Показания с датчиков защищены от кратковременных помех (свойственных для длинной линии) посредством сглаживания и фильтрации. В случае неполадок на шине, происходит автоматический сброс с помощью реле. Таким образом, большое количество датчиков температуры может отслеживаться и контролироваться в удаленном режиме.

Встроенная веб-страница открывается в любом браузере, стоит только ввести IP адрес модуля, который по умолчанию имеет значение 192.168.1.99, и пользователь увидит удобный наглядный интерфейс для наблюдения показаний со всех датчиков температуры в режиме реального времени. Таблица имен датчиков будет храниться в энергонезависимой памяти модуля.

Модуль Laurent-112 построен на базе 12 реле для управления различными устройствами через Ethernet посредством веб-интерфейса или с помощью открытого командного интерфейса. На плате имеется 12 реле, рассчитанных на коммутацию напряжения от 0 до 220 вольт, при токе до 7 ампер. Каждым реле можно управлять отдельно. Система CAT позволяет реализовать управляемую реакцию на события: по таймеру или, например, при отсутствии ответа удаленного сетевого устройства по команде PING. Командный интерфейс (API) здесь открытый.

Встроенная веб-старница для управления модулем откроется в любом браузере, достаточно только ввести IP-адрес модуля, который по умолчанию имеет значение 192.168.0.101. Интерфейс удобно визуализирован, состояния реле видно (кнопка включена — зеленая или кнопка выключена - серая). Интегрированный веб-интерфейс по желанию может быть защищен паролем, который можно изменять. В комплект поставки изделия входит только сам модуль, источник питания приобретается отдельно.

Это модуль с расширенным функционалом, он отличается богатой аппаратной периферией для управления реле и для мониторинга и настройки параметров различных устройств по сети. Допускается автономная обработка событий (счетчики импульсов, таймер, PING, АЦП, датчик температуры). Модули могут взаимодействовать между собой при помощи специальных команд (см.инструкцию) даже без участия сервера (функция M2M).

Плата оснащена 4 реле на максимальный ток до 7А. Имеет на себе 4 счетчика импульсов, 6 дискретных входов, 12 дискретных выходов, выход ШИМ, RS-232, пару АЦП 10 бит, вход для цифрового датчика температуры KTS-18B20, систему CAT - управляемая реакция на события, открытый командный интерфейс (API). Таким образом данный модуль — это улучшенная и развитая модель предыдущих изделий с полным сохранением совместимости разъемов и команд.

Модуль Laurent-2 подходит для управления аналоговыми и цифровыми устройствами, исполнительными механизмами и датчиками по Ethernet. Способы управления модулем возможны различные: по веб-интерфейсу, при помощи прямых http-запросов, текстовыми командами через TCP порт, посредством данных поступающих от COM порта, автономно по системе CAT, наконец путем M2M.

Встроенная в модуль веб-страница управления заработает в любом браузере, ее адрес по умолчанию 192.168.0.101. Здесь удобный визуализированный интерфейс для управления различными ресурсами модуля и для мониторинга его параметров в режиме онлайн.

С помощью системы CAT настраиваются реакции модуля на различные события на его входах: по превышении температурного порога, по счетчику импульсов, по таймеру или при отсутствии ответа от удаленного устройства на команду PING. Система CAT позволяет запрограммировать модуль и использовать его даже автономно без необходимости быть все время подключенным к сети.

С помощью модуля Laurent-2 и системы CAT можно быстро построить систему автоматического мониторинга состояния сервера по сети и сразу перезагружать его, в случае обнаружения "зависания". Сервер и Laurent-2 станут находиться в одной подсети. Laurent-2 на периодической основе будет посылать команду PING серверу по его IP, и если не будет ответа — воспроизведется автоматический сброс питания через реле.

Модули Laurent-2 могут быть с легкостью подключены к беспроводной Wi-Fi сети через Wi-Fi роутер. Такая комбинация модуля Laurent-2 и Wi-Fi роутера позволяет контролировать / управлять модулем практически с любого устройства оборудованного Wi-Fi интерфейсом на значительном расстоянии.

Модуль Laurent-2G — модифицированная версия модуля Laurent-2, просто добавлен GSM-модем с возможностью подключить к нему антенну. Laurent-2G, как и предыдущая модель, предназначен для управления цифровыми и аналоговыми устройствами, датчиками и исполнительными механизмами через Ethernet (LAN) интерфейс, только здесь еще появилась возможность управления через GSM интерфейс - с помощью SMS-команд или тоновых команд DTMF.

Андрей Повный


Продолжаю рассказывать про самые простые и доступные способы управления электрическими приборами через интернет с использованием облачных сервисов. В первую очередь такие устройства актуальны для владельцев загородных домов, чтобы иметь возможность дистанционно включить обогрев и не допустить вымораживания дома. Беспроводные вай-фай реле в формате DIY от компании ITEAD в первую очередь привлекательны своей ценой. Готовое к работе устройство предлагают фактически по себестоимости компонентов, которые в нём используются. Шутка ли, что самое простое реле стоит менее 5 долларов?

Ранее, я уже про компактные реле, которые позволяют дистанционно управлять нагрузкой. Сегодня же я покажу новые устройства. Во-первых, это устройство с двумя независимыми реле Sonoff Dual, а во-вторых, реле Sonoff TH, имеющее на борту ввод для внешнего датчика температуры/влажности. Такое реле позволяет не только получить возможность дистанционного наблюдения за температурой и влажностью, но и автоматизировать процесс поддержания этих параметров в заданном диапазоне.

Итак, давайте разбираться!


2. В первую очередь, реле обзавелись новым корпусом. По размерам они стали примерно в 2 раза больше, чем реле первого поколения. Появилась более внятная маркировка и более удобная кнопка для программирования и ручного управления.

3. Винтовые клеммы заменены на пружинные. Очень правильное решение, позволяющее надежно подключить нагрузку без риска сорвать резьбу на контактах. Sonoff TH выпускается в двух модификациях, с реле рассчитанным на нагрузку 10 или 16 ампер. То есть во втором случае через реле можно коммутировать нагрузку мощностью до 3600 ватт. Модификация с реле на 10 ампер стоит 7,5 долларов. С реле на 16 ампер - 8,6 долларов (столько же стоит двойное 10А реле Sonoff Dual).

4. Реле может работать самостоятельно, либо к нему можно подключить внешние датчики. На выбор предлагается температурный зонд DS18B20 (на фото по центру), стоимостью 3,5 долларов, либо температурно/влажностный сенсор AM2301 стоимостью 4,3 доллара.

5. Слева одиночное реле с разъемом для внешних датчиков. Справа - двойное реле, без разъема для внешних датчиков.

6. Устройство построено на базе хорошо известного чипа ESP8266. Вся слаботочная часть находится на нижней части платы. Слева можно видеть разъемы, позволяющие подключить USB-TTL адаптер. Те, кто не доверяет публичному облачному сервису всегда может залить модифицированную прошивку на устройство и настроить его под свои нужды. В интернете есть примеры, как это сделать.

7. Собираем простейшую схему, чтобы продемонстрировать работу устройства. В качестве нагрузки у нас небольшой светодиодный прожектор. Подключаем его к сети 220 вольт через реле Sonoff TH10. Чтобы иметь возможность дистанционного управления реле, вам необходимо произвести процедуру «спаривания» реле с вашей домашней wi-fi сетью, работающей в диапазоне 2,4 Ггц.

8. Настройка производится через фирменное приложение EWeLink на смартфоне, доступное как для iOs, так и для Android.

9. После первичной процедуры спаривания, вы получаете возможность управлять нагрузкой как вручную (с кнопки на корпусе реле), так и дистанционно (через приложение на смартфоне). Также можно настроить таймеры на включение и автоматизировать управление, указав рабочие диапазоны температуры и влажности.

10. Один из вариантов применения реле первой версии - управление бра рядом с кроватью в спальне. Единственный недостаток заключается в том, что с экстетической точки зрения лучше бы реле было сделано в корпусе обычного торшерного выключателя, т.к. в таком виде, как сейчас, нажимать маленькую кнопку на корпусе, для включения света не через приложение, совершенно неудобно. Наличие таймера позволяет запрограммировать включение/выключение света например на период вашего отпуска, чтобы создать имитацию того, что в квартире кто-то находится.

11. Вариантов для использования реле - огромное множество. В частности у меня есть желание наконец-то автоматизировать управление с помощью двойного реле Sonoff Dual (одно реле на опускание троса, другое - на подъем). Как сделаю, обязательно об этом напишу. Также я использую реле для дистанционного включения света, когда подъезжаю к загородному дому в темное время суток.

Применений достаточно много. Можно, например, сделать самодельный теплоаккумулятор из бака с водой, запрограммировав его на нагрев в ночное время, на дешевом тарифе. Можно сделать хранилище для картошки на балконе с подогревом или же дистанционное открытие ворот в гараже. Можно автоматизировать включение вентилятора в санузле при превышении заданного порога уровня влажности. В общем, всё зависит от вашей фантазии. Для программирования и дистанционного управления реле необходимо, чтобы они имели доступ в интернет. Если они предварительно запрограммированы на работу по таймеру, то они могут работать автономно. Заказывать реле лучше на официальном сайте компании, доставка в Россию стоит 6 долларов.

Все материалы про строительство загородного дома своими руками в хронологическом порядке можно посмотреть .

Как показала практика, бытовые спутниковые тюнера, используемые кабельными операторами, нередко приходится перезапускать из-за периодического пропадания звука или изображения. Вызвано это различными факторами: неоднородный уровень сигнала с конвектора, перегрев приёмника или высыхание электролитов. Можно держать дежурный персонал для оперативного переключения, однако когда это экономически невыгодно поможет описываемый девайс. В принципе, применение разработанного устройства не ограничено только этой сферой деятельности.

Кратко:
Назначение. Позволяет посредством локальной сети (или Интернета) управлять включением и отключением нагрузок, подключенных к управляемым реле.
Устройство. Принципиально устройство состоит из трёх модулей: Ethernet-модуль, модуль микроконтроллера, модуль управления нагрузками.
Ethernet-модуль собран на микросхеме от Microchip ENC28J60 и его целесообразнее взять готовый, например здесь: http://www.aliexpress.com/wholesale?SearchText=enc28j60 . В качестве микроконтроллера использовал микросхему Atmega32. В модуле управления стоят транзисторные ключи, включающие соответствующие реле. Каждое реле включает или отключает питание на потребителе, нуждающемся в этом.
Принцип действия. Принцип действия устройства несложно понять из принципиальной схемы:

Для интерактивного использования системы предусмотрен веб-интерфейс, зайдя в который, оператор включает или отключает соответствующий порт(см.рисунок). Конструкцией и прошивкой предусмотрено использование 20 портов вывода: PA0…PA7, PC0…PC7, PD4…PD7. Однако, при желании количество выходов можно увеличить до 80 штук — для этого необходимо использовать дешифраторы (например К155ИД3) и переписать яваскрипт вебпанели, чтобы выходы МК генерировали управляющие слова (0x0…0xF). Такой подход несколько усложнит схему устройства и появится необходимость перезагрузки тюнеров «по очереди». Гораздо уместнее использовать несколько описываемых устройств под различными IP-адресами.

Прошивка микроконтроллера . Чтобы прошить Atmega32 я использовал программатор «4 проводка» для COM-порта и софт . Прошивал на стареньком ПК под управлением Windows XP. На современных операционках не пробовал, ввиду отсутствия COM-а. прошивки.

Ещё необходимо установить фьюзы как на картинке.

Исходные коды прошивки с комментариями можно скачать . В папке с исходниками лежит рабочий Makefile. Чтобы скомпилировать проект я пользовался бесплатным . Для этого открываем командную строку, заходим в папку с проектом и набираем «make». В результате работы компилятора в папке появится несколько промежуточных файлов линкования и файл прошивки HEX.

Чтобы очистить результат работы компилера — там же, в командной строке, пишем «make clean».

Если будете пилить исходники, то обратите внимание на две функции:

Fill_tcp_data_p(buf,plen,PSTR("строка, передаваемая в пакет")); char stroka = "строка, передаваемая в пакет"; fill_tcp_data(buf,plen,stroka);

Первую функцию используем там, где явно необходимо передать строку (статический текст). Вторую юзаем со строковыми переменными.
Из файла ip_arp_udp_tcp.c :

Uint16_t fill_tcp_data_p(uint8_t *buf,uint16_t pos, const prog_char *progmem_s) { char c; // fill in tcp data at position pos // // with no options the data starts after the checksum + 2 more bytes (urgent ptr) while ((c = pgm_read_byte(progmem_s++))) { buf=c; pos++; } return(pos); } ... uint16_t fill_tcp_data(uint8_t *buf,uint16_t pos, const char *s) { return(fill_tcp_data_len(buf,pos,(uint8_t*)s,strlen(s))); }

Собранные экземпляры:

Демонстрация работы:

В прошивке микроконтроллера предусмотрена смена IP-адреса (по умолчанию 192.168.1.99) и домена яваскрипта. Так, переход по адресу: 192.168.1.99/?i=91 изменит адрес устройства на 192.168.1.91 после перезагрузки (пользуйтесь очень аккуратно и только при острой необходимости, чтобы не потерять устройство!!! :)). Домен скрипта меняется так: 192.168.1.99/?d=mydomain.com , т.е. ваш скрипт будет подгружаться с адреса: mydomain.com/eth/script.js . Обратите внимание, что в директории eth на сервере должны лежать .

Открываете script.js и меняете описания портов под свои нужды:

Var name = "Управление портами:"; // заголовок // ниже названия портов (можно заменить на что-нибудь осмысленное) var title = ["PA0", "PA1", "PA2", "PA3", "PA4", "PA5", "PA6", "PA7", "PC0", "PC1", "PC2", "PC3", "PC4", "PC5", "PC6", "PC7", "PD4", "PD5", "PD6", "PD7"];

Например у меня так:

Var name = "«Радуга», 75 градус"; // заголовок // ниже названия портов (можно заменить на что-нибудь осмысленное) var title = ["Русский иллюзион", "24 техно", "Усадьба", "Здоровое ТВ", "Ретро", "Драйв", "Феникс+кино", "Детский", "Охота и рыбалка", "Europa Plus", "Sony Entertaiment", "Sony Sci-Fi", "Мультимания", "National Geographic", "НСТ", "не используется", "не используется", "не используется", "не используется", "WWW-СЕРВЕР"];

Для блока питания можно использовать зарядное устройство для мобильного телефона (выходное напряжение около 7 вольт). В режиме ожидания ток потребления около 120 мА. При включении одного реле ток потребления возрастает до 180 мА. Необходимо учитывать, что если будет необходимость активировать все реле одновременно (отключать все ресиверы), то и блок питания должен быть уже соответствующей мощности (как минимум 1.5 А).

Представленная статья является всего лишь демонстрацией устройства. В коммерческой версии направление этой разработки существенно расширено — портов до 150 штук, три датчика температуры и прочее, всё зависит от заказа. (Ещё один пример на 40 портов: )

Конструктивно устройство можно разместить в корпусе какого-нибудь отслужившего свой срок коммутатора в телекоммуникационную стойку 19″. Так как такого коммутатора под рукой не оказалось, то заказал в «Мобильном сервисе » вот такую коробушку от оптоволоконной вводно-распредительной системы (стоит 290 тыш без НДС):

товаров - 0 шт.



1 - 2 шт: 3500.0 руб.
3 - 10 шт: 3250.0 руб.
11 - 25 шт: 3100.0 руб.
26 - 75 шт: 2950.0 руб.
76 - 100 шт: 2550.0 руб.
> 100 шт: 2350.0 руб.

Документация:


Последняя версия "Прошивки"

Программное обеспечение:


SDK Web-интерфейса


Описание:

Модуль Laurent (произносится как “Лоран”) предназначен для управления цифровыми и аналоговыми устройствами, датчиками и исполнительными механизмами через Ethernet (LAN) интерфейс. Laurent имеет в своем составе богатую аппаратную переферию, включающую:

  • мощные электромагнитные реле 220 В / 7 А (4 шт)
  • входные (6 шт) и выходные (12 шт) дискретные линии
  • вход для подключения датчика температуры
  • счетчики импульсов (4 шт)
  • ШИМ выход
  • АЦП, два канала
  • порт RS-232


Управление модулем может осуществляется различными способами:

  • через встроенную Web-страницу
  • прямыми HTTP запросами
  • набором текстовых команд управления по протоколу DirectIP (TCP порт 2424)
  • интерфейс TCP-2-COM – прозрачный обмен данными между последовательным портом и TCP портом 2525
  • автономное управление аппаратными ресурсами при возникновении различных событий(система CAT)

Модуль имеет встроенную Web-страницу управления. Достаточно запустить любой браузер, ввести IP адрес модуля (по умолчанию 192.168.0.101) и вы получаете удобный визуализированный интерфейс для управления различными ресурсами модуля и мониторинга его параметров в режиме реального времени.



С помощью модуля Laurent и системы CAT можно быстро построить систему мониторинга состояния сервера по сети и автоматически перезагружать его, в случае обнаружения "зависания". Сервер и Laurent находятся в одной подсети. Laurent на периодической основе посылает команду PING серверу по его IP (система CAT). Если нет ответа - проводится автоматический сброс питания через реле.

Управление производится обращением к определенной HTTP странице c различными параметрами, определяющими действие, которое нужно выполнить. Например, если выполнить запрос как показано ниже, то будет включено реле под номером 4:



Имеется возможность подключения нескольких модулей к одной сети через роутер:

Модули Laurent могут быть с легкостью подключены к беспроводной Wi-Fi сети через Wi-Fi роутер. Такая комбинация модуля Laurent и Wi-Fi роутера позволяет контролировать / управлять модулем практически с любого устройства оборудованного Wi-Fi интефрйесом на значительном расстоянии.

Отличительные особенности:

  • модуль управления с Ethernet (LAN) интерфейсом
  • не требует дополнительных схемных элементов - сразу готов к работе
  • аппаратные ресурсы доступны на клеммных разъемах
  • 4 x реле (220 В / 7 А)
  • 6 x входных дискретных оптоизолированных линий
  • Возможность прямого подключения датчика температуры
  • 2 x 10-ти разрядных АЦП для измерения внешнего напряжения
  • 4 x оптоизолированных счетчика импульсов
  • 12 x выходных дискретных линий управления (до 50 В, 0.5 А на каждую линию)
  • ШИМ выход для плавного изменения подводимой мощности к нагрузке
  • последовательный порт RS-232
  • интерфейс TCP-2-COM ("прозрачный" мост передачи данных по сети между RS-232)
  • набор готовых текстовых команд управления высокого уровня (KE - команды) по TCP/IP протоколу (открытый командный интерфейс)
  • рекомендуемое напряжение питания: от 6 до 9 В (рекомендуемый источник питания PWR-75A )
  • индикационные светодиоды сетевой активности и статуса модуля
  • индикационные светодиоды входных дискретных линий
  • каждый модуль имеет уникальный серийный номер
  • поддержка ОС Windows 95, 98, 2000, 2003, XP 32/64 bit, Vista 32/64 bit и Windows 7 32/64 bit
  • поддержка OS Linux
  • встроенный Web-сервер для управления и мониторинга
  • возможность подключения нескольких модулей к одной сети (необходимо изменение IP/MAC адресов)
  • возможность изменения сетевых настроек модуля (IP, MAC, Default Gateway, Subnet Mask)
  • доступ к Web-странице управления и командному интерфейсу защищен паролем
  • система “Сторож” - режим автоматического отслеживания изменения состояний входных дискретных линий
  • возможность сохранения и последующего восстановления состояний аппаратных ресурсов после отключения питания (реле, выходные дискретные линии, счетчик импульсов, ШИМ)
  • система CAT – автоматическое управление выходными ресурсами модуля при возникновении событий на входных линиях, по таймеру, по порогу датчика температуры и по команде PING удаленного устройства

Комплект поставки:

В комплект поставки входит только сам модуль Laurent. Модуль упакован в пузырчатую ударо-защитную пленку или картонную коробочку с амортизирующим пенопластом. При отправке по почте, модуль упаковывается в прочную картонную коробку и обкладывается "подушкой безопасности" из бумаги. Документация и драйвера доступны в электронном виде.


Гарантия:

Гарантируется штатная работа модуля в течение 1 года со дня продажи при соблюдении условий эксплуатации и правил хранения, приведенных в Техническом описании. В случае неисправности производится обмен (ремонт) неисправного модуля. Гарантия не распространяется на модули, имеющие механические, электрические и другие повреждения, вызванные их неправильной эксплуатацией.