Arduino

Budując drukarkę 3d dobrze jest mieć jakieś pojęcie, jak działa to urządzenie. Każdy budujący zapewne wie czym jest technologia FDM, polegająca na modelowania obiektu z roztopionego tworzywa sztucznego, przeciśniętego przez dyszę. Być może warto wiedzieć też do czego służą poszczególne części drukarki, co ułatwi nie tylko składanie, ale przede wszystkim późniejsze diagnozowanie problemów. Korzystając z okazji, że części powoli docierają do mnie, opiszę, jak to wygląda w przypadku Grabera i3, którego budowę rozpoczynam . Wiele z części jest na tyle uniwersalnych, że są wspólne dla większości urządzeń. W szczególności Graber i3 jest bardzo zbliżony dla całej rodziny opartej na Prusa i3  - z dokładnością do konstrukcji ramy i liczby części drukowanych. Mam nadzieję, że każdy, kto chciałby zbudować drukarkę 3d, a nie do końca jeszcze wie jak się do tego zabrać, znajdzie w dzisiejszym wpisie coś dla siebie.

Zamierzam zbudować drukarkę 3d. Chciałem to zrobić już dość dawno, natomiast teraz poczyniłem ku temu pewne kroki i pierwsze zakupy, więc nie ma już odwrotu. Długo zastanawiałem się nad wyborem konstrukcji i ewentualnie gotowego zestawu. Ostatecznie jednak postanowiłem skompletować wszystkie części samodzielnie i postawić na niezbyt popularną konstrukcję - Graber i3 . Jako materiał konstrukcyjny ramy posłuży płyta mdf o grubości 6mm.

Hit! Czegoś takiego mi było trzeba. W bardzo umiarkowanej cenie można kupić niewielki układ, który nie tylko połączy Arduino z siecią bezprzewodową (także w standardzie “n”), ale także w wielu przypadkach będzie pracować bez Arduino. Poznajcie ESP8266, układ który wprowadzi sporo zamieszania w “Interncie rzeczy”.

Parametry układu imponują (jak za tę cenę i na tę wielkość). Co więc przydatnego dostajemy? Na początek - całkiem szybki procesor (RISC, 80MHz) i wcale niemało pamięci. Przede wszystkim jednak wsparcie dla WiFi, a konkretnie dla protokołów 802.11 b/g/n, w tym zarówno dla łączenia się do sieci, jak i tworzenia Access Pointa, przy czy obługiwany jest zarówno WEP, jak i WPA, WPA2 i WPS. Do tego mamy port szeregowy, przez który będziemy się komunikować z Arduino i zestaw prostych komend AT, które pozwolą nam zrobić co chcemy nie obciążając za bardzo układu nadrzędnego. I to wszystko co do szczęścia trzeba, żeby wykorzystać ESP8266 do komunikacji Arduino ze światem przez Wifi. Nie wszystko jednak, co dostajemy od tegoż układu.

Jak już kiedyś pisałem , w domu mam kilkanaście termometrów, podłączonych do systemu autmatyki domowej. Połączone są one równolegle przez magistralę dwuprzewodową do konwertera 1-wire, który z kolei współpracuje z routerem. A raczej tak było. Ponieważ teraz zmieniam nieco architekturę systemu, a dane zbierać ma Raspberry Pi, znajdujący się w innym niż router miejscu, postanowiłem zmienić też sposób zbierania temperatur. W ten sposób powstało urządzenie, oparte o Arduino, które odczytuje dane z termometrów DS28B20 i regularnie raportuje odczyty przez ethernet do serwera www. Jest to przy okazji test długodystansowy urządzenia, które praktycznie można zastosować w wielu małych kotłowniach.

Dzisiaj chciałem zaprezentować projekt, który nie jest ściśle związany z automatyką domową, ale Arduino zostało zastosowane w dość ciekawym miejscu. Uczestniczy w obsłudze plotera drukującego, choć nie wprost i nie tylko.

Ploter to taka duża drukarka. Wydruki do niego wysyła komputer, więc po co to komplikować? Dla wygody i oszczędności czasu. Przygotowanie 8 metrów kwadratowych wydruku przez dość młody komputer zajmuje kilkadziesiąt minut (przy dużym projekcie około 1GB pliku wyjściowego) - potem zaczyna się drukowanie. Oczywiście nic nie stoi na przeszkodzie, żeby plik do wydruku (prn) wygenerować raz, a potem tylko kopiować go na port drukarki/plotera. Jednak podczas wysyłania wydruku komputer musi być włączony. A bywa, że te same wydruki uruchamia się jeden po drugim przez parę godzin albo nawet dni. Co byłoby najwygodniejsze do obsługi plotera? Włącznik “drukuj” załączany rano i wyłączany gdy kończy się rolka papieru. Bez uruchamiania komputera. Do tego będziemy dążyć.

Użytkuję Arduino już od dłuszego czasu. Szybki przegląd archiwum bloga, podpowiada mi, że od dwóch lat. Muszę przyznać, że jestem bardzo zadowolony z automatyki zbudowanej na jego bazie. Koncepcja i środowisko od początku bardzo mi się podobały, natomiast zaskoczyła mnie bardzo pozytywnie stabilność rozwiązania. Nic się nie zawiesza, jest bezobsługowe. “Produkcyjnie” w systemie automatyki domowej używam Arduino Mega (obsługujące głównie garaż, domofon i kotłownię) oraz Arduino Uno (do systemu nawadniania i kontroli części pomieszczeń w piwnicy). Oba wyposażone są w Ethernet Shield oparty na układzie w5100, który jest bardzo prosty w osbłudzie i niezawodny. Jednym słowem - rewelacja.

Zawsze nadchodzi jednak czas, gdy trzeba coś zmeinić. Główną wadą “pełnowymiarowych” Arduino, poza ceną, jest wielkość. Są projekty, przy których rozmiar urządzenia ma znaczenie. Oczywiście pewną drogą do miniaturyzacji i optymalizacji kosztowej jest wykorzystanie samych mikrokontrolerów Atmel i potrzebnych elementów elektronicznych do budowy układów pod konkretne potrzeby. Ja jednak wybrałem inną możliwość - Arduino Pro Mini i jego klony.

Pisałem niedawno o pracach, które prowadziłem w garażu . Przypomnę, że zmiany miały związek z instalacją napędów firmy Life do bramy wjazdowej i bramy garażowej. Wypadałoby trochę ulepszyć to co wyprodukowała fabryka i podłączyć siłowniki do systemu automatyki domowej. Nie będzie to trudne.

Najstarsi czytelnicy bloga być może pamiętają, że dawno, dawno temu przygotowałem sterowanie bramą z napędem Somfy przez telefon. Opierało się ono na oprogramowaniu z projektu Domotic Home i wydawaniu komend przez pilota podłączonego do karty przekaźnikowej routera . Teraz będzie prościej i tak jak chciałem od początku. Przy starym napędzie zasilanie z garażu było poprowadzone do centralki przy bramie wjazdowej, natomiast ona sterowała oświetleniem przed garażem - były więc poprowadzone przewody spowrotem do garażu. Teraz oświetleniem będzie sterować bezpośrednio Arduino, więc pozostąły 3 wolne przewody idące do bramy - w sam raz do sterowania ruchem skrzydeł.

Zainstalowałem nowe oświetlenie w garażu. Długo zastanawiałem się jaki rodzaj światła wybrać - żarówki czy może LEDy. Ostatecznie wybór padł dość tradycyjny - świetlówki. Kupiłem dwie hermetyczne oprawy świetlówkowe. Główna jest na dwa źródła światła po 18W, a dodatkowa - na jedno. Oświetlenie będzie sterowane przez Arduino z modułem przekaźnikowym . Można się zastanawiać czy świetlówka i przekaźnik to dobre zestawienie i wiele osób dojdzie do wniosku, że zdecydowanie nie. Jak najbardziej musiałbym przyznać rację, gdyby zastosowany został tradycyjny starter. Ja jednak kupiłem oprawy ze starterami elektronicznymi. Czym się charakteryzują? Po włączeniu zasilania świetlówka zapala się praktycznie natychmiast. Szansa, że przekaźnik zostanie “zaspawany” znacząco więc spada.

Uruchomiłem już “internetowy domofon”. Za każdym razem gdy ktoś przy furtce wciśnie przycisk domofonu, dostaję powiadomienie e-mailowe z linkiem do zdjęcia drogiego gościa. Ponieważ w telefonie używam K-9 mail z obsługą IMAP IDLE, jako programu pocztowego, więc mail dociera do mnie w ciągu kilku sekund. Dzięki temu wiem, kiedy ktoś mnie odwiedza a nie ma mnie w domu. Gdy przyjdzie ktoś znajomy, mogę zadzwonić i powiedzieć, żeby poczekał, bo właśnie wracam do domu. Wkrótce będę mógł też otworzyć z telefonu furtkę i wpuścić gościa na posesję. Podobnie w przypadku śmieciarzy, gdy przyjadą odebrać śmieci, a furtka będzie zamknięta. Gdyby natmiast ktoś chciał się włamać, to istnieje pewne prawdopodobieństwo, że zadzwoni wpierw domofonem, żeby upewnić się, że nikogo nie ma w domu - wtedy jego zdjęcia trafią bezpiecznie na serwer internetowy poza domem.

Dzisiejszy wpis będzie nietypowy. Poza opisem instalacji automatyki domowej, będzie obejmował także przemyślenia dotyczące ogrzewania domu . Obserwacji trochę już mam, jako, że instalacja w kotłowni ma już trzy sezony grzewcze. Trzeba jednak wyraźnie zaznaczyć, że nie jestem hydraulikiem i mój opis może nie być w 100% fachowy, choć myślę, że jednak dość trafny. Nie zabraknie oczywiście informacji o monitorowaniu pracy kotła, sterowaniu ogrzewaniem przez OpenWRT i Arduino, cyrkulacji ciepłej wody użytkowej zgodnie ze zwyczajami domowników czy liczeniu zużycia węgla. Z rozmów z właścicielami kotłów na ekogroszek można wysnuć wniosek, że obserwują i eksperymentują z ustawieniami wszyscy, natomiast niektórzy robią to spędzając czas w kotłowni, a inni, jak ja, przez ekranem monitora, przeglądając wykresy. Czasem mam wręcz wrażenie, że spalanie ekogroszku, to rodzaj hobby ;-)

Sercem mojej kotłowni jest Klimosz Ling 15kW ze sterownikiem RecalArt Premium. Gdy wybierałem kocioł, brałem pod uwagę także to, jaki jest zamontowany sterownik, natomiast zupełnie nie analizowałem możliwości sterowania nim “z zewnątrz”, a są niestety słabe, co nie znaczy, że żadne. Gdybym miał wskazać lidera sterowania piecami na paliwo stałe, to byłby nim z pewnością Bruli wraz z platformą eSterownik.pl - pozwalający zarówno monitorować, jak i zmieniać dowolne parametry ogrzewania przez Internet. Całość świetnie przemyślana i estetycznie wykonana przez ludzi bardzo mocno zaangażowanych w temat, dla których to co robią jest pasją - to się daje wyczuć podczas rozmowy telefonicznej. Niestety eSterowniki nie obsługują zaworów mieszających, które ja bardzo wysoko cenię w instalacji.