Мониторинг температуры, влажности и давления в бункере
Недавно реализовал свою маленькую мечту. Кто был в Бункере 703 (а благодаря нему я уже развиртуализовался с многими френдами из ЖЖ) знают, что она из главных проблем у нас - влажность. За два года в бункере я неплохо изучил основные принципы поддержания ТВР - температурно-влажностного режима. И хорошо знаю, как всё работает в теории. А вот с практикой сложнее по той простой причине, что центральный кондиционер у нас к сожалению не функционирует ввиду отсутствия холодильных машин (подробнее рассказывал тут). В результате, единственный способ, которым мы реально можем влиять на влажность - включать/выключать главный вентилятор (могучая штука на 15 кВт).
Но встаёт вопрос, когда вентиляцию включать, а когда не стоит? Например, если включить, когда на улице тепло и влажно, то внизу станет ещё хуже, при температуре конструкций 18 градусов - на них выпадет конденсат. А если включить, когда на улице сильно холоднее, чем внизу, то станет наоборот лучше - вниз пойдёт холодный сухой воздух. Собственно так и получается, обычно - зимой у нас довольно сухо, а летом адово мокро и влажно. Но есть ещё промежуточные сезоны, например сейчас, когда днём тепло, а ночью уже бывает прохладно, и что если включать вентиляцию по ночам? А ещё вопрос как сильно успевает прогреться/охладиться воздух, пока дойдёт до низу, ведь это около ста метров вентиляционых труб и коробов с огромной тепловой инерцией (напоминаю, часть труб имеют стенку толщиной 10мм). А ещё вопрос как хорошо воздух распространяется по объекту, ведь даже по ощущениям в зависимости от того где находишься - чувствуешь разную влажность и температуру. Не говоря о том, что у нас есть электрическая подстанция 10/0.4кВ, трансформаторы на которой даже в режиме холостого хода дают несколько кВт тепла, что тоже влияет на климат.
В общем вопросов много, а ответов было мало, потому что не было нормальных средств измерения температуры и влажности. Нет, у нас конечно, сохранились психрометры и стоит пара цифровых измерителей с дисплеями, но они весьма инерционны, никто с них не записывает показания и ими сложно измерить параметры в вентиляционной системе (сдувает))). Есть даже регистратор влажности с барабаном с пишущей лентой, правда не совсем исправный). Вот я, наконец-то, уладил это недоразумение и в один из вечеров за несколько часов и родилось это:
Задумка была простая, какой оказалась и реализация. Взять wi-fi модуль на базе ESP8266, прицепить к нему датчик (остановил свой выбор на BME280) и приткнуть в любую нужную точку бункера: wi-fi покрытие у нас есть почти по всему объекту. Всё что железке надо - питание, что тоже не проблема, электричество есть повсюду, много где уже готовенькие 12В. Внутри ESP залита прошивка, которая раз в 10 секунд отправляет показания с датчика на мой сервер, где данные сохраняются в логах. Масштабируемость, простота и удобство системы на высоте. А ещё очень приятна стоимость - wi-fi модуль стоит 100, а датчик 160 рублей, плюс мелочи на термоусадку и модуль питания, итого 300 рублей на точку измерения.
Железка выглядит сверх колхозно:
Пошел по пути наименьшего сопротивления, пока без подходящей платы, без корпуса, без всего, лишь бы начать собирать данные. В перспективе, конечно, сделаю нормальные корпуса и платы. Датчик не зря отделён от wi-fi модуля проводом: модуль греется и искажал бы показания. Кроме того сам датчик компактен, что позволяет его вынести в нужные места, ну например вот внутрь венткороба вентиляции:
Прошивка написана в среде, о господи, Ардуино)
Не миновала меня эта учесть ардуино головного мозга. Но нужно признать, это тот случай, когда оно оказалось оправдано. На прошивку вместе с серверной принимающей частью ушло часа два от силы. Готовая либа для работы с сетью + готовая либа для работы с датчиком и не надо лезть изучать регистры как самого чипа, так и датчика.
Фронтенд, отображение графиков тоже дался на удивление быстро, просто и красиво. Нашел готовую либу CanvasJS, которая позволяет строить очень красивые и супер кастомизируемые графики. Ооооооочень удобная. Настроил всё очень быстро так, как мне нравится. Теперь из любой точки мира я могу зайти на свой сервер и посмотреть как там поживает бункер.
Да, датчика поставил пока 4 штуки, ибо больше просто не было больше в наличии. Один на улице, на воздухозаборной решетке, два в системе вентиляции и ещё один просто в центре главного коридора. В перспективе поставлю больше, чтобы иметь полную картину.
Датчики кроме температуры измеряют ещё и давление! Это позволяет видеть разряжение и подпор, создаваемые главным вентилятором, ну и в целом мониторить погоду. Вчера вечером увидел резкое падение атмосферного давления и подумал, что будет непогода, так оно и оказалось. Кстати разница давлений между улицей (зелёный график) и всеми остальными датчиками обуславливается разницей высот расположения - всё-таки бункер на глубине 43 метра :)
Что касается анализа данных - пока всё не так радужно, как я думал изначально. На текущий момент влияние вентиляции на климат внизу минимальное. Впрочем сейчас и погода такая, температура в среднем схожа с температурой внизу, а абсолютное содержание влаги примерно одинаково, что на улице, что в бункере. Посмотрим, что будет со временем и осенью.
Кстати, напоминаю, что нам можно помочь, подробности тут: https://planeta.ru/campaigns/tubing
А ещё можно помочь всяким электрооборудованием, вдруг у кого-то что-то ненужное завалялось? Когда-нибудь мы составим нормальный список, но есть вещи, которые абсолютно всегда в дефиците: кабель 3х1.5, 3х2.5, многоразовые клеммы WAGO, трёхполюсные и четырёхполюсные автоматы на 25, 40, 63А, трёхфазные УЗО на те же токи и пускатели, особенно нужен пускатель на 40А или выше с тепловым реле (на мотор 22квт)).
Но встаёт вопрос, когда вентиляцию включать, а когда не стоит? Например, если включить, когда на улице тепло и влажно, то внизу станет ещё хуже, при температуре конструкций 18 градусов - на них выпадет конденсат. А если включить, когда на улице сильно холоднее, чем внизу, то станет наоборот лучше - вниз пойдёт холодный сухой воздух. Собственно так и получается, обычно - зимой у нас довольно сухо, а летом адово мокро и влажно. Но есть ещё промежуточные сезоны, например сейчас, когда днём тепло, а ночью уже бывает прохладно, и что если включать вентиляцию по ночам? А ещё вопрос как сильно успевает прогреться/охладиться воздух, пока дойдёт до низу, ведь это около ста метров вентиляционых труб и коробов с огромной тепловой инерцией (напоминаю, часть труб имеют стенку толщиной 10мм). А ещё вопрос как хорошо воздух распространяется по объекту, ведь даже по ощущениям в зависимости от того где находишься - чувствуешь разную влажность и температуру. Не говоря о том, что у нас есть электрическая подстанция 10/0.4кВ, трансформаторы на которой даже в режиме холостого хода дают несколько кВт тепла, что тоже влияет на климат.
В общем вопросов много, а ответов было мало, потому что не было нормальных средств измерения температуры и влажности. Нет, у нас конечно, сохранились психрометры и стоит пара цифровых измерителей с дисплеями, но они весьма инерционны, никто с них не записывает показания и ими сложно измерить параметры в вентиляционной системе (сдувает))). Есть даже регистратор влажности с барабаном с пишущей лентой, правда не совсем исправный). Вот я, наконец-то, уладил это недоразумение и в один из вечеров за несколько часов и родилось это:
Задумка была простая, какой оказалась и реализация. Взять wi-fi модуль на базе ESP8266, прицепить к нему датчик (остановил свой выбор на BME280) и приткнуть в любую нужную точку бункера: wi-fi покрытие у нас есть почти по всему объекту. Всё что железке надо - питание, что тоже не проблема, электричество есть повсюду, много где уже готовенькие 12В. Внутри ESP залита прошивка, которая раз в 10 секунд отправляет показания с датчика на мой сервер, где данные сохраняются в логах. Масштабируемость, простота и удобство системы на высоте. А ещё очень приятна стоимость - wi-fi модуль стоит 100, а датчик 160 рублей, плюс мелочи на термоусадку и модуль питания, итого 300 рублей на точку измерения.
Железка выглядит сверх колхозно:
Пошел по пути наименьшего сопротивления, пока без подходящей платы, без корпуса, без всего, лишь бы начать собирать данные. В перспективе, конечно, сделаю нормальные корпуса и платы. Датчик не зря отделён от wi-fi модуля проводом: модуль греется и искажал бы показания. Кроме того сам датчик компактен, что позволяет его вынести в нужные места, ну например вот внутрь венткороба вентиляции:
Прошивка написана в среде, о господи, Ардуино)
Не миновала меня эта учесть ардуино головного мозга. Но нужно признать, это тот случай, когда оно оказалось оправдано. На прошивку вместе с серверной принимающей частью ушло часа два от силы. Готовая либа для работы с сетью + готовая либа для работы с датчиком и не надо лезть изучать регистры как самого чипа, так и датчика.
Фронтенд, отображение графиков тоже дался на удивление быстро, просто и красиво. Нашел готовую либу CanvasJS, которая позволяет строить очень красивые и супер кастомизируемые графики. Ооооооочень удобная. Настроил всё очень быстро так, как мне нравится. Теперь из любой точки мира я могу зайти на свой сервер и посмотреть как там поживает бункер.
Да, датчика поставил пока 4 штуки, ибо больше просто не было больше в наличии. Один на улице, на воздухозаборной решетке, два в системе вентиляции и ещё один просто в центре главного коридора. В перспективе поставлю больше, чтобы иметь полную картину.
Датчики кроме температуры измеряют ещё и давление! Это позволяет видеть разряжение и подпор, создаваемые главным вентилятором, ну и в целом мониторить погоду. Вчера вечером увидел резкое падение атмосферного давления и подумал, что будет непогода, так оно и оказалось. Кстати разница давлений между улицей (зелёный график) и всеми остальными датчиками обуславливается разницей высот расположения - всё-таки бункер на глубине 43 метра :)
Что касается анализа данных - пока всё не так радужно, как я думал изначально. На текущий момент влияние вентиляции на климат внизу минимальное. Впрочем сейчас и погода такая, температура в среднем схожа с температурой внизу, а абсолютное содержание влаги примерно одинаково, что на улице, что в бункере. Посмотрим, что будет со временем и осенью.
Кстати, напоминаю, что нам можно помочь, подробности тут: https://planeta.ru/campaigns/tubing
А ещё можно помочь всяким электрооборудованием, вдруг у кого-то что-то ненужное завалялось? Когда-нибудь мы составим нормальный список, но есть вещи, которые абсолютно всегда в дефиците: кабель 3х1.5, 3х2.5, многоразовые клеммы WAGO, трёхполюсные и четырёхполюсные автоматы на 25, 40, 63А, трёхфазные УЗО на те же токи и пускатели, особенно нужен пускатель на 40А или выше с тепловым реле (на мотор 22квт)).