Jump to content
iT4iT.CLUB
  • Similar Content

    • By Kitsum
      Всем привет, в этой статье поговорим об уже надоевшей всем теме - "Метеостанция". Каждый пытается сделать что-то свое, вот и я не стал исключением и попытался материализовать свои эротические фантазии на контроллере ESP8266. Тема задумывалась уже давно как некое обновление для предыдущего проекта этой тематики, но из-за своей неспешности переросла в нечто самостоятельное.


       
       
      При всей привлекательности микроконтроллера ESP8266 с его большим объемом памяти, железной поддержкой Wi-Fi и массой разных плюшек, он не лишен недостатков. Самый основной - ограниченное количество поддерживаемых одновременных TCP соединений равное 5. Если превысить этот лимит, то контроллер потеряет связь с окружающим миром, при этом watchdog будет думать, что все в порядке, а следовательно, даже не попытается нам помочь. Будем стараться это помнить!
      Стоит начать с концепции
      Доступ к данным метеостанции нужно получать без установки внешних приложений и под любой операционной системой. Для этих целей подойдет практически любой современный браузер. Меня всем устраивает Chrome. Раз уж за основу взят HTTP протокол, стоит озаботиться экономией трафика и ограничением числа TCP соединений. Хорошим тоном будет передача всего необходимого для формирования страницы контента только при первом обращении, а все последующие операции, такие как отображение показаний с датчиков или настройку контроллера, производить через API. В этом нам поможет JQuery. А вот, чтобы ослабить болевые ощущения от передачи файлов с SPI Flash в браузер, стоит предусмотреть систему кэширования, например, Etag. Это позволит отдавать тяжелый контент единожды, а при последующих загрузках страницы просто подтверждать его актуальность на уровне Web сервера микроконтроллера и кэш браузера вступит в игру, неимоверно уменьшив время загрузки страницы! "Вы были правы в одном, Мастер: переговоры были недолгими." © Звездные войны. Эпизод 1 Из-за того, что метеостанция с датчиками и контроллером должна располагаться на улице, жизненно необходимо предусмотреть возможность обновлять прошивку ESP через Web интерфейс. Аналогичным образом должны обновляться файлы Web сервера расположенные на SPI Flash. Этот и предыдущий пункт вкупе позволят обновлять функционал микроконтроллера из домашней сети или из интернета, если конечно в этом возникнет острая необходимость. Чтобы никто посторонний не могу вмешаться в работу устройства или изменить файлы Web сервера, последний должен хотя бы как-то себя защищать. Пускать в панель управления только после авторизации, блокировать доступ при попытках брутфорса пароля. В конце концов, контроллер обязан самостоятельно генерировать ключи (salt) для авторизации, дабы сделать алгоритм непредсказуемым и исключить потенциальный взлом, в случае если злодей завладеет исходниками проекта. Понятно, что кому она там нужна, эта метеостанция, если её не завязывать с умным домом, если только из-за спортивного интереса, но как говориться “Береженого Бог бережет”. Датчики стоит расположить по уму - в метеобудке, а вот контроллер в сухом и закрытом боксе. Объединить их между собой, как мне кажется, удобнее по I2C шине - минимум проводов, максимум удобства. Практически на всех вариантах плат ESP-xx имеется штатный светодиод, можно воспользоваться им как для индикации режимов и состояния микроконтроллера, так и для вывода какой-либо промежуточной информации. Что касаемо режимов работы ESP8266, как ни странно, но он должен находить домашнюю Wi-Fi сеть и подключаться к ней. Если вдруг звезды не были к нам благосклонны, и домашняя беспроводная сеть приказала долго жить, контроллер обязан перейти в режим точки доступа (AP) дабы к нему можно было подключиться с какого-либо устройства и перенастроить его на другую сеть. А вот пока последнее не произошло, ESP должен периодически сканировать эфир в поисках долгожданной домашней точки доступа и, если боги были к нам милосердны, и домашняя сеть появилась в эфире, незамедлительно переключиться в режим клиента (STA) и в пылу страсти воссоединиться с ней. Ну и естественно, как же без отправки данных на внешние ресурсы, сейчас без этого не обходится ни одна уважающая себя кофеварка, не говоря уже о метеостанции. Думаю, что основным блюдом станет протокол MQTT, это уже облегчает возможность интеграции с умным домом, стулом или той же кофеваркой. Ну а на закуску добавим поддержку "ThingSpeak" и "Народного мониторинга". При желании можно нарастить функционал, благо памяти у микроконтроллера еще много. Как я себе это представляю
      Учтите, что на видео, данные с датчиков, эмитируются самим микроконтроллером, это нужно для наглядности. В жизни метеорологическая обстановка намного спокойнее слава Богу.
      Перейдем к физической сборки устройства
      Как по мне, так самый оптимальный вариант, это воспользоваться отладочной платой NodeMCU V3 и базой для неё. Таким образом, мы получим отличный комплект с разведенной на его борту всей необходимой обвязкой и возможностью питать устройство от 5 до 24 Вольт.

      Отладочная плата на базе, и смотрится хорошо, и удобства хоть отбавляй.

      Заливаем прошивку, образ SPI Flash и подключаем четырьмя проводами датчики. Справится даже ребенок.
      Ссылки:
      Базовая плата для NodeMCU V3 с преобразователем питания 5-24V в 5V Отладочная плата ESP8266 от NodeMCU Естественно никто не запрещает Вам развести свою плату. Если Вы это сделаете, скиньте нам свое творение, возможно мы перейдем на него. В идеале, все должно размещаться в метеобудке.
      Датчики взятые за основу
      Датчик уровня освещенности BH1750
      Интерфейс шины I2C Диапазон измерений от 1 до 65535 Lx Фильтр световых шумов 50/60 Hz Возможность смены адреса на шине Не требует калибровки Рабочая температура от -40 до 85 градусов C Питание от 2.4 до 3.6 V Датчик атмосферного давления BMP085/180
      Интерфейс шины I2C Диапазон измерения от 300 до 1100 hPa Встроенный датчик температуры Не требует калибровки Питание от 1.8 до 3.6 V Датчик влажности SI7021-A20
      Интерфейс шины I2C Диапазон измерений от 0 до 100% RH Погрешность измерения 3% RH в диапазоне от 0 до 80% RH Рабочая температура от -40 до 125 градусов C Встроенный датчик температуры с диапазоном измерения от -40 до 85 градусов C Не требует калибровки Питание от 1.9 до 3.6 V Альтернативные датчики
      Датчик влажности HDC1080
      Интерфейс шины I2C Диапазон измерений от 0 до 100% RH Погрешность измерения 2%, устаревание (износ) 0.25% в год. На последнее значение могут влиять внешние факторы. Рабочая температура от -20 до 70 градусов C Встроенный датчик температуры с диапазоном измерения от -40 до 125 градусов C Не требует калибровки Питание от 2.7 до 5.5V Датчик влажности HTU21D
      Интерфейс шины I2C Диапазон измерений от 0 до 100% RH Погрешность измерения 2%, устаревание (износ) 0.5% в год. На последнее значение могут влиять внешние факторы. Рабочая температура от -40 до 125 градусов C Встроенный датчик температуры с диапазоном измерения от -40 до 125 градусов C Не требует калибровки Питание 3V, максимум 3.6V Сборка 3 в 1 из датчиков BH1750, HTU21D и BMP180
      Все используемые датчики описаны выше Очень компактные размеры Комплексный датчик BME280 для измерения температуры, влажности и атмосферного давления
      Интерфейс шины I2C Рабочая температура от -40 до 85 градусов C Диапазон измерение влажности от 0 до 100% RH с точностью 3% в диапазоне от 20 до 80% RH. Устаревание (износ) 0.5% в год. Диапазон измерения давления от 300 до 1100hPa Диапазон измерения температуры от -40 до 85 градусов C Напряжение питания от 1.7 до 3.6V Все датчики очень компактные, способны выдержать большие перепады температуры, довольно точны, имеют одинаковое напряжение питания и опорное напряжение I2C равное напряжению питания. На мой взгляд, они идеально подходят для эксплуатации в уличных условиях, на большей части территории нашей родины.
      Теперь настал момент озаботиться, где описанные выше ребята будут жить. В прошлый раз мы использовали для этих целей, найденную в подножном корме, электрическую распределительную коробку. Кроме дешевизны в этом решении нет ничего положительного.
      В этот раз мы воспользуемся более серьезным вариантом – "Метеорологическая будка Стивенсона". Она способна защитить датчики от прямых воздействий окружающей среды, но при этом имеет открытую структуру со стенками в виде жалюзи. Удобно, красиво и самое главное – правильно!
      Будка печатается на 3D принтере по эскизам опубликованным на Thingiverse неким kowomike, спасибо добрый человек! Архив с эскизами можно будет скачать в конце поста.

      Фото готовой будки

      Шпилька М8 крепится через зажимной хомут к мачте уличной антенны.
      Примерка. Шпилька практически не укорачивалась, чтобы не закрывать будку параболической Wi-Fi антенной.
      Хотя в моем случае все это сделано не правильно т.к это солнечная сторона дома. Доступа на теневую сторону дома у меня нет, поэтому приходиться довольствоваться тем, что имеем. По прошлой метеостанции мне говорили "на солнечной стороне все эти измерения - сферический конь в вакууме, слепи %описание-многА-букАв% и закрепи на теневой стороне дома".
      Я пока живу в панельном многоквартирном доме, как и не малая часть нашей страны. Доступ к теневой стороне дома (а для меня, по факту, это окна в подъезде) - прямой вызов всем гопникам района трущимся рядом, любопытным соседям с бегающими глазками и всей элите человечества скрашивающей фоном мою унылую и слишком простую, по их мнению, жизнь. Думаю, что мысль я донес.

      Датчики располагаются на разных уровнях. В основании находится датчик освещенности BH1750 и смотрит ровно вниз. Мне кажется, так он будет меньше пачкаться и покрываться пылью и при этом смотреть наружу сквозь минимальное количество препятствий для солнечного света. Вообще размещение этого датчика, это целая головная боль. Как не крути, все будет не то. Оставил так, ведь по сути важны не сами показания, а тенденция изменения. Хотя кого я пытаюсь обмануть, точность важна всегда! Предлагайте свои варианты.
      Намного проще обстоят дела с датчиком атмосферного давления BMP180 и влажности SI7021, кстати, с последнего мы также будем забирать данные о температуре. Их размещаем в оставшемся свободном пространстве будки, благо его там с избытком, но не в конусе т.к пространство в нем менее проветриваемое.

      Все хозяйство подключается между собой следующим образом
      NodeMCU | ESP 07/12 | Датчики ----------------------------- D2 | GPIO 4 | SDA D1 | GPIO 5 | SCL 3.3V | 3.3V | 3.3V GND | GND | GND ВАЖНО: при финальном монтаже устройства на его место службы, обязательно установите перемычку между пинами GPIO 0 (D3) и питанием 3.3 Вольта. Причины её установки описаны в закрепленном сообщении с описание обновления от 12.08.2017.
      Сам микроконтроллер будет спрятан в уже знаменитую распределительную коробку, закрепленную на шпильке, чуть ниже будки Стивенсона. У меня все находится на стадии неторопливой сборки с попутным поиском более удачных идей.
      Плата расширения, на которой будет установлена плата NodeMCU, закреплена через ножки для крепления компьютерных материнских плат в корпусах.

      Разъемы для подключения внешних датчиков и питающей линии установил на местах где была пара штатных заглушек. Закрепил все через переходную пластину, выпиленную из куска фольгированного текстолита. Естественно, предварительно пластина была протравлена, а вся медь искоренена, ибо в этом случае она нам не друг.
      Также была предусмотрена проставка из полиэтиленового поролона (используется в качестве упаковочного материала при транспортировке грузов) между текстолитом и корпусом, общей толщиной 5мм, а после затяжки крепежных винтов, его толщина не превышает 1мм. Это было сделано из-за опыта эксплуатации предыдущего (временного) бокса для этой метеостанции. Без проставки влага быстро найдет путь вовнутрь, и срок службы устройства снизится.
      Производим примерку.
      При окончательном монтаже обязательно необходимо удалить все не плотно прилегающие части полиэтиленового поролона, то есть те части, которые располагаются снаружи и не сдавлены крепежной текстолитовой пластиной. Это необходимо сделать для препятствования накоплению влаги в доступных для неё полостях. Также пришлось увеличить число крепежных болтов для более надежного прилегания текстолита, в противном случае он может выгибаться.
      Все самое сложное позади, остается только вывести на один разъем шину i2c с питание 3.3 Вольта, а на другой подвести пины питания платы расширения. Но т.к у меня валялся "хвост" отрезанный когда-то от не рабочего блока питания маршрутизатора, и я не побрезговал им воспользоваться по прямому назначению.

      Далее останется все подравнять, проверить качество монтажа, возможность замены платы NodeMCU, если это будет необходимо при эксплуатации и самое главное, дважды проверить, что и куда припаяно. Мои кривые руки и невнимательность уже наказывали меня, а т.к ждать новые запчасти долго, повторять не хочется.

      Общий вид получился таким
      А вот как все выглядит в боевых условиях. Кстати, могу предложить идею с помещением в бокс мешочка содержащий впитывающий влагу гель, они часто встречаются в коробках с обувью. Если все герметично, то он впитает остатки влаги, а если нет, то лишним уж точно не будет.


      Требования (!!!Читать обязательно!!!)
      Arduino IDE с поддержкой контроллера ESP8266, версия 2.4.2 (на версиях выше работоспособность не проверялась) Установленный модуль в Arduino IDE для загрузки файлов во Flash память микроконтроллера. Как установить описано тут. Любой модуль на базе ESP8266 c Flash 4MB (3MB выделяем под SPIFFS) В параметрах выставляем lwIP версии 2 и максимальную производительность (lwIP v2 Higher Bandwidth) Сам архив с последней версией проекта. Скачать можно в конце статьи или по этой ссылке.   
      Обязательные библиотеки (!!!Читать обязательно!!!)
      ArduinoJson (v5.13.2) PubSubClient Ссылки на библиотеки сенсоров указаны в комментариях к коду. Сами библиотеки, как и обслуживаемые ими сенсоры, не являются обязательными. Вы вольны использовать любые датчики, как физические, так и программные.
      Порядок установки (!!!Читать обязательно!!!)
      Изучите файлы проекта с примерами использования тех или иных сенсоров. Все файлы с примерами начинаются с префикса users_, это users_auto.h, users_bme280_x2.h и т.д. Загрузите необходимые Вам библиотеки или используйте эти файлы как пример для добавления иных датчиков. Выставите необходимые настройки для контроллера в среде разработки Arduino IDE. Пример настроек указан на скриншоте выше. Обязательно убедитесь, что выбрано правильное распределение места для внутренней файловой системы, это значит, что 3MB должно быть выделено под файловую систему. Также проверяем, чтобы использовался lwIP v2 в режиме максимальной производительности (lwIP v2 Higher Bandwidth). Произведите загрузку программы с помощью среды разработки (Ctrl + U). Произведите загрузку содержимого каталога data в файловую систему. Меню/Инструменты/ESP8266 Sketch Data Upload Перед тем как устанавливать метеостанцию на постоянное место жительства, подтянуть GPIO-0 (пин D3 на плате NodeMCU) к питанию 3.3V. Во время данной процедуры, питание на контроллере должно отсутствовать. Первый запуск (!!!Читать обязательно!!!)
      Помните, что вся конфигурация микроконтроллера производится исключительно через web интерфейс. Никаких изменений значений тех или иных параметров в коде не требуется, а подобную практику будем считать плохим тоном.
      И так, после запуска микроконтроллера он сразу перейдет в аварийный режим и поднимет собственную точку доступа с именем WeatherStation. Это нормальное поведение т.к подразумевается использование метеостанции в домашней беспроводной сети, ну а раз о ней пока ничего не известно, то и подключаться не к чему.
      Подключитесь к данной сети с любого удобного устройства и перейдите в панель управления (для этого имеется соответствующая иконка, запутаться невозможно), контроллер будет доступен по адресу http://espws.local или http://192.168.4.1 При попытке входа в панель управления будет запрошено имя пользователя и пароль, по умолчанию admin/admin. После входа в панель управления перейдите в раздел "Основные настройки WiFi" и укажите имя и пароль Вашей домашней сети, а также, при необходимости, укажите пароль для подключения к точке доступа поднимаемой контроллером в аварийном режиме. Если все сделано правильно, то контроллер подключится к домашней сети в течении 5-и минут.
      Если Ваша домашняя сеть скрыта, то после первоначальной настройки необходимо перезагрузить контроллер. Это необходимо из-за частичной поддержки работы со скрытыми сетями. После перезагрузки контроллер увидит Вашу сеть и запомнит её MAC адрес. Помните об этом если захотите сменить домашний маршрутизатор.
      Хотите помочь проекту или спонсировать новый?
      Yandex.Money PayPal.me Файлы
       
    • By Kitsum
      Описанный ниже велосипед является продолжением одной из моих статей на другом, интересном мне, ресурсе. Продолжение и все последующие обновления будут происходить только на it4it.club
      Для начала, хочу процитировать самого себя и тем самым дать пояснения: почему, зачем и для кого это нужно.
      Данная тема получила большую популярность у коллег и не раз выручила Вашего покорного слугу, не дав разгореться стулу на котором он сидит.
      Но имеющегося функционала стало не хватать, требовалось не только слышать и иногда видеть, а еще получать удаленный доступ к оборудованию и лицезреть всю картину в целом.
      Задача поставлена, идем исполнять, но с начало забегу немного вперед и продемонстрирую текущий функционал.
      Общее окно программы переработано и теперь отображает список всех групп из Zabbix с их хостами. Список активных триггеров переехал в нижнюю часть окна и отображает дополнительную информацию об узлах с которыми не все гладко. Сам список можно увеличивать, если все совсем плохо, или уменьшать если выражение "Хьюстон у нас проблемы" Вы слышите только в фильмах. Также появились цветные маркеры важности триггера. По двойному клику по активному триггеру мы перемещаемся в соответствующую группу где находится проблемный узел.
      Не забыли и про то, ради чего вся начальная песня и писалась - трей с всплывающими оповещениями и звуковым сигналом. Основное окно сворачивается именно туда, чтобы не залеживаться на панели где ценится каждый свободный пиксель.
      Хосты в группах стали кликабельны, правда пока только ПКМ, и имеют всплывающее меню позволяющее выполнять банальные действия:
      Подключение к узлу:
      Telnet SSH RDP VNC Проверка соединения:
      Ping Traceroute Естественно его можно расширить, добавив всяких вкусностей по мере возрастания аппетита IT отдела.
      Программа по прежнему имеет серверную и клиентскую часть, что позволило организовать кэширование запросов и осуществлять оповещения в момент определения проблемы сервером, а не по таймеру обновления, как это организовано в dashboard zabbix. Раньше узнали о проблеме, раньше приступили к устранению. Естественно и устаревшие триггеры убираются также оперативно.
      Также это позволило избавить программу от информации о доступе к серверу, что мне кажется не приемлемым для оповещалки. Чем меньше дырок, тем крепче сон.
      Приступим к реализации.
      Ну и естественно, Ваш покорный слуга еще не научился писать на C++ ничего более сложного чем "Hello World", поэтому клиент и сервер будет написан на PHP. За исключением того момента, что клиентская часть (при помощи магии Гарри Поттера) станет бинарным файлом. Бог с ним, серверная часть не доступна обывателю, а это самое важное!!!
      Для начала, нужно придумать безопасный и понятный алгоритм не нагружающий сервер т.к клиентов может быть 100и или 1000и, всякое бывает. Все не безопасные команды обязаны выполняться на сервере без участия клиента. Дальнейшая работа клиента: обработка данных, выполнение действий с триггерами и т.п должно выполняться только у клиента, не затрагивая сервер.
      При обращении клиента к серверу по http происходит проверка его ip на наличие в списках разрешенных. В противном случае показываем фигу. Проверяем, наличие актуального кеша, и отдаём его. Если кеша нет, генерируем новый. Если запрос прилетел от zabbix: принудительно считаем кеш устаревшим, генерируем новый и после этого рассылаем всем клиентам оповещения по UDP протоколу. Это позволит свести расход ресурсов базы данных к нулю т.к все клиенты ринутся забирать новые данные, а все уже в кеше. Супер, все дешево и сердито.
      Серверная часть представляет из себя файл index.php где-то на Вашем web сервере. Актуально для Zabbix 2.4 (скорее всего будет актуальна и для последующих версий, будем проверять по мере возрастания аппетита).
      Для дополнительной безопасности рекомендую создать отдельную учетную запись в базе данных с правами только на чтение и только к базе zabbix. Это актуально в наши дни.
      Переходи в zabbix
      Первым делом переходим в Настройка -> Действия -> Источники события: Триггеры и создать новое действие. Назовем случайным образом, например Report problems to ZabbixTrigger.
      В условиях выставляем
      Значение триггера = ПРОБЛЕМА Значение триггера = OK Это все необходимо, чтобы проблемы в GUI появлялись и исчезали точно именно тогда, когда это происходит в Zabbix (не путать с dashboard).
      Вкладка "Операции" должна выглядеть следующим образом. Естественно что путь до php скрипта должен быть вашим.
      Вуаля! Если Вы все сделали правильно (без кардинальных изменений), то я рад приветствовать нового ездока моего велосипеда. Поедем тандемом!
      Сам клиент прикреплен в конце поста.
      Для тех, кто читает титры в кинотеатре
      При запуске будет создан файл config.ini в корне программы. При необходимости, измените его настройки, благо их не много.
      [server] url="http://zabbix/zabbix-gui" update="60" [client] showalarm="20" Параметр url отвечает за http путь до скрипта на сервере, update за интервал (в секундах) обновления данных с сервера, а showalarm вроде как должен влиять на время отображения всплывающей подсказки в трее.
      Теперь немного структуры.
      В каталоге sounds находится звук оповещения о новом триггере, формат ogg Каталог icons содержит маркеры триггеров. trigger00 - для нормального состояния, а все последующие соответствуют начальным настройкам zabbix во вкладке Администрирование -> Общие раздел Важность триггеров. Можете изменить на свои цвета, программа все подхватит при перезагрузки. Ну и на закуску каталог ext, это как говорится для меломанов, содержит фри программы для обработки внешних действий клиента. Вы можете заменить их на свои при условии, что стандартные имена параметров запуска и их последовательность совпадают. PS: На этом все, спасибо тем кого это заинтересовало. Предлагайте свои идеи или способы доработки велосипеда. А если найдется программист на C++ так милости просим. В любом случае, функционал будет в дальнейшем расширяться.
      zabbixTrigger.zip
    • By Kitsum
      Модуль предназначен для системы мониторинга Zabbix. Работает в качестве отдельного демона и осуществляет транзит сообщений от брокера до хостов в системе мониторинга. Подробное описание модуля можно посмотреть в следующей теме.
       
    • By Kitsum
      Демон осуществляет транзит данных с MQTT брокера в СУБД MySQL. Можно переправлять как все сообщения, так и конкретные топики. Подробное описание можно посмотреть в следующей теме.
       
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...