Пока по дому тянется “2021 – год додела” со всякой мелкой тоской, недостойной упоминания, параллельно замутился новый проект, спровоцированный завершившимся ремонтом кабинета. Поскольку силы существенно распылены, то этот новый проект реализуется очень короткими сессиями в промежутках между более приоритетными задачами. И тем не менее…

Задача вырисовывается буквально из серии “нигде не купишь”.

Однозначно можно лишь сказать, что устройство относится к категории электронных поделок. По своему назначению оно сочетает в себе, и признаки лабораторного блока питания, и контроллера “умного дома”, и погодной станции, и звуковых колонок, и осветительного прибора, и тестовой платформы для разучивания новых трюков… Химера:

В общем и целом, оно должно стать частью инфраструктуры рабочих участков в кабинете. За время, прошедшее с момента их “сдачи в эксплуатацию”, стало ясно чего конкретно мне там не хватает для полного счастья. И выходит так, что основную часть того, что для счастья не хватает, можно свести в некую общую сущность. Да, весьма странную по своему составу, но – одну!

Данная сущность призвана решать ряд, казалось бы, совершенно разных задач:

Светильники непосредственно над столами. Хорошие, мощные, условно “бестеневые”.

В самом помещении света теперь предостаточно, но он рассеян по объёму, а для работы на столах-участках нужны более локальные и сконцентрированные источники. Есть три конкретные области нуждаются в индивидуальной подсветке:

“Подсветка” в данном контексте это светодиодные ленты в неумеренных количествах. Всем им надо 12 вольт. Это подразумевает блок питания и управление им. Сами светильники являются отдельной темой. Но их питание и управление – первое условие в списке требований к химере.

Аудио колонки для сопровождения “третьего” монитора в области рабочих участков. Об этом я писал подробнее вот тут.

Сейчас приходится обходиться антиквариатом из загашника:

И оно мне решительно не нравится. Во-первых, мешаются на столе. Во-вторых, в них даже усилителя нет. Никакого. Вот, сколько материнская плата в гнездо может из себя выдавить – столько и есть. В-третьих, про их качество звучания лучше не говорить нечего. Иногда не могу даже разобрать, что там какой самоделкин на своем ютубе сказать пытается.

Вы не подумайте. К звучанию чего бы то ни было у меня всегда были и есть крайне непритязательные потребительские требования. Настолько, что знакомые аудиофилы вынуждены тоннами потреблять антидепрессанты после попыток растолковать мне суть прелести послезвучия (и после того, как вернутся из тех живописных мест, куда я их обычно посылаю в процессе). Поэтому, если уж, даже я говорю, что качество звучания этих колонок не очень хорошее, то для большинства остальных это верная смерть в страшных корчах и мучениях.

Почему бы не купить нормальные колонки на этот участок? Да, в общем, я так и собирался… Просто, все руки не доходили. Ну, а теперь, вот, решение проблемы пришло само-собой и с совсем другой стороны. Нафига в той области ещё одно очередное устройство? Пускай колонки станут вторым условием в списке требований к химере.

Центральный источник низковольтного питания. Вокруг рабочих участков сосредоточено некоторое количество стационарного оборудования. USB-хаб, сетевой свитч, временный “центральный сервер умного дома”, те же будущие лампы над столами, колонки, зарядные станции, кой-какие электро-инструменты и т.п. А что еще нового может со временем появиться, ваще непредсказуемо.

И все это, в 99% случаев, не требует “прямого” питания из розетки. Как следствие, сейчас каждая фитюлька снабжена своим блоком питания. Уже сложившаяся гирлянда из миллиона “китайских кубиков” на проводах меня уже успела задрать несказанно! Я и без того люто недолюбливаю внешние блоки питания, а уж когда они в таком количестве сосредотачиваются в одном месте – просто повеситься уже готов.

Проблему легко решить одним мощным низковольтным блоком питания, который будет кормить весь этот зоопарк централизовано. Тем более, что никто из зоопарка не хочет более 12 вольт. Кому надо меньше, ну тому простой DC-DC преобразователь в провод под термоусадку и будет ему счастие…

Быть централизованным источником низковольтного питания для мелкого электронного стационарного шмурдяка, является для химеры третьим условием в списке требований.

Контроллер в составе “умного дома”. Потому, что уже привык…

В кабинете всегда темно, например. И я совсем не против, чтобы там загорался какой неяркий фоновый свет, который укажет путь к основному рубильнику, когда я захожу в помещение.

Будущие лампы над столами так же нуждаются в управлении. Так чего бы не сделать и его централизованным и управляемым, как напрямую, так и удалённо? Тем более, что так оно и было до последней реконструкцией кабинета. Вот этот контроллер управлял светом на старом столе:

В таком своём виде он перестал быть актуальным после реконструкции кабинета. Раньше он напрямую управлял 110-вольтовыми розетками в своём составе и включал/выключал обычные настольные лампы (старого-доброго накаливания).

Для управления задуманными светодиодными светильниками он неудобен. Разбирать и переоборудовать его не хочется. Зачем? Это готовое, законченное устройство, которое умеет рулить двумя полноценными розетками. Оно прекрасно работает и, наверняка ему найдётся применение где-то ещё в доме.

Гораздо разумнее будет просто собрать новый контроллер-выключатель в составе химеры. Четвертая задача для зверюшки.

Погодная станция. Хотя это не совсем то, что обычно под этим термином понимается.

Я уже говорил где-то, что есть некая сверх-идея для реализации которой нужно, чтобы для каждого отдельного помещения в доме была известна конкретная температура в нем и влажность. По-прежнему, идея находится в стадии формирования и осмысления. Тем не менее, я стараюсь, чтобы уже сейчас в любом из помещений, которые обзавелись “умным” управлением, был хотя бы один контроллер с датчиком температуры и влажности. В гостиной например, эти датчики интегрированы в контроллер управления подсветкой стенных ниш:

И, как это ни странно, в кабинете раньше такой датчик тоже был. Правда, в виде самостоятельной отдельной сущности. И, опять же, для этой отдельной сущности можно найти какое другое место в доме, а тут проще будет соорудить новый датчик в составе задуманной химеры. Т.о. это становится для неё пятой задачей.

Такова была теория вопроса.

В общем и целом, на уровне профессиональной инженерной схемы, все это можно представить таким образом:

Материальная база для наращивания мяса на голый скелет теории была взята, в основном, из загашников.

Сердцем химеры должны стать два мощных блока питания на 12 и 5 вольт:

Каждый может выдавать до 30А. Этого должно хватить более чем. Блоки питания остались от механической собачки, когда она ещё не имела своего собственного источника питания. Как только собачка обзавелась своими батарейками и зарядным устройством, внешние блоки питания перекочевали в загашник, откуда впоследствии и были взяты для данного проекта.

В качестве мозгов химеры, на этот раз, выступит микроконтроллер ESP32 (который WROOM-32):

Многие рекомендовали мне использовать именно его в качестве компонента “умного дома”. Но, как-то, несколько лет назад, я хапанул на алибабае пару дюжин ардуин нано, чуть ли не по паре баксов за штуку в честь какого-то там их очередного китайского нового года. Вот и пихал их повсюду где надо и не надо. Надо ж было их куда-то девать…

Сейчас же запасы этих ардуин слегка подистощились. В ящичке, где они хранятся, начало даже проглядывать дно. Часть расползлась по контроллерам дома, часть по всяким мелким смешным поделкам/подаркам для друзей, часть осела в механической собачке, часть я тупо спалил по криворукости. Рано или поздно они закончатся совсем.

Соответственно, посчитав, что в ардуины я уже наигрался достаточно, решил попробовать новую игрушку. С пол года-год назад, когда мне этими врумами мозги конопатили, я прикупил парочку. Так, что не думайте, что я игнорирую коментарии и мнения читателей…

Вот, в плане датчиков и сенсоров, у химеры будет исключительно традиционный набор без экспериментов. Проверенный годами простой измеритель температуры/влажности/давления на базе BME280, не менее простой и надежный датчик движения типа HC-SR501 и примитивный, как булыжник фоторезистор для измерения освещённости. До кучи, маленький OLED и кольцо адресных светодиодов:

Для целей “интерактивности” этого должно хватить.

Т.е., понятно, что химера может собрать данные по температуре, влажности и освещённости, отправить их на сервер, а оттуда уж, как хочешь их смотри. Но некая бытовая логика требует чтобы для получения этих данных можно было бы и просто на экран устройства посмотреть. Вот, кольцо адресных светодиодов – это уже конкретная дурь просто для красоты о которой будет подробнее ниже.

При помощи всего этого мелкого обвеса, свет над “декоративным участком” будет управляться, как напрямую, так и автоматически. При переходе в автоматический режим, контроллер будет следить за общей освещённостью помещения через фоторезистор и пытаться уловить движение вокруг посредством датчика движения. Если в комнате кто-то двигается и при этом в ней достаточно темно, то контроллер включит свет над “декоративным участком”.

Аналогичная схема уже давно работает для стенных ниш в гостиной и показала себя очень полезной и удобной. Так, что мне для реализации даже делать ничего не нужно – все уже сделано сто лет назад.

Ну и, в остальном: кнопки, разъёмы, светодиоды, провода – это все очевидно и не требует пояснений.

Такая, вот, нехитрая “материальная база” проекта.

К сожалению, этот проект не из тех, которые я предварительно продумывал “от-и-до” на уровне схем и моделей. В голове была общая картинка, но и все. Однако, не смотря на все свою кажущуюся сложность, сам по себе проект прост, как банан. Да и времени совсем нет, чтобы каждый винтик на этой монализе прорисовывать. Так, что все рождалось почти на лету и по ходу пьесы. Плод импровизации почти на всех этапах.

Из-за этого у меня до сих пор нет картинки, которая представила бы химеру в полный рост. Есть только те ее части, которые были разработаны и изготовлены на текущий момент. Однако, их можно попробовать сложить вместе и получить некое общее представление о конечном результате:

Основные органы управления и исполнительные устройства:

Располагаться химера должна под самой нижней полкой “декоративного” участка:

Там и монитор, по направлению от которого будет исходить звук, и розетки есть в достаточном количестве, и область размещения равноудалена от всего, что может быть по стеллажам и столам, и ботва проводов из химеры тоже окажется там где-то позади монитора. Хорошее место.

Некоторые пояснения по органам и устройствам…

Кнопки управления силовыми ключами. Собственно, это то, чем планируется включать/выключать свет над столами. Четыре кнопки – четыре ключа.

По идее, мне нужно всего три кнопки: свет над “паяльным участком”, свет над “слесарным участком” и свет над “декоративным участком”. Четвертая кнопка остаётся в резерве. Есть у меня для неё одна задумка… Но это – позже…

Сами кнопки решил изготовить самостоятельно:

Во-первых, потому, что в загашниках не нашлось ничего подходящего (как по размерам, так и по форме). Во-вторых, ничего подходящего не нашлось и в амазонах/алибабаях (были почти подходящие, но с ценой, как у Звезды Смерти). В-третьих, я захотел испытать возможности фотополимерного Фотона в производстве такого рода деталей. Не то, чтобы в этом плане у меня были сомнения, но отсутствие сомнений это одно, а реальный практический опыт – другое.

Силовые ключи для включения/выключения света – простые сборки на мосфетах IRF520. Использую уже готовые (только общее крепление пришлось самому напечатать):

Эти ключи могут тянуть до 5A. Могут и больше, но придётся приделывать радиаторы:

Светильники, у меня уже готовы , поэтому я точно знаю, сколько они будут жрать. По 2.8 ампера каждый из тех, что над рабочими участками столов и 1.7 ампера тот, который над “декоративным участком”. Используемые ключи потянут такое без проблем прямо как есть. Но радиаторы я все равно прикрутил… Хоть они и смешные совсем…

Само-собой, помимо управляемых ключами четырёх выходов, задник химеры будет щедро усыпан штекерами для прямого подключения внешних устройств, как того требует одно из исходных условий задачи. Скажем, чтобы с запасом, по пол дюжины выходов каждого из производимых химерой вольтажей (5 и 12 вольт).

Там видно будет, сколько именно этих выходов можно будет организовать. Зависит от того, каких штекеров и сколько есть по загашникам. Да и блоки питания, хоть и мощные, но все же не резиновые…

Кольцо из адресных светодиодов… Оно призвано наглядно демонстрировать “погоду в доме”.

Тут длинная история с этой фишкой. Если коротко, то я уже когда-то затевал делать погодную станцию для улицы. Но что-то пошло не той степью. Понял в какой-то момент, что все должно быть не так, не туда, не из того и ваще. Однако, на момент озарения, уже был готов ряд узлов для устройства. Их было жалко пускать в расход, поэтому на их базе тогда был сооружён очень сильно упрощённый вариант погодной станции, перезаточенный на скорую руку для домашних нужд:

Левая половина кольца показывала температуру, правая – влажность… Чем жарче – тем больше лампочек загорается и тем краснее их цвет (до оранжево-красного пламени Ада!). Чем холоднее, тем меньше лампочек и тем они синее (до светло-голубого цвета арктического льда). Зелёный цвет – все ОК.

То же и с влажностью. Только цвет лампочек плавно меняется от “песочного” (сухо, как в пустыне) до темно-синего (мокро, как в пучине морской).

Изначально это было сделано для того, чтобы выбегая из дома не нужно было вчитываться в цифры на экране. Глазами скользнул по консоли и сразу понятно, что там снаружи творится и стоит ли туда выскакивать вообще.

Вроде бы, в пределах комнаты такого рода индикация и не нужна вовсе, но был уже готовый кусок устройства… Повесил его в кабинете и со временем очень привык к этому бесполезному, в сущности, сигнальному кольцу над столом… Сейчас устройство отложено в загашник до поры, а я все по привычке зачем-то ищу глазами это светящееся колечко в кабинете. Оно было таким милым…

Итого, есть привычка, есть запасы светодиодных колец, есть готовый код их анимации в связке с датчиком температуры/влажности. Чего нет, так это хоть одной причины, чтобы не вернуть все так, как было и к чему привык.

Якобы анализаторы звука под ручкой громкости:

Ваще чисто для фана. Мне их вместе с усилком амазон впарил. Знает, гадина, что супротив огонёчков я устоять никогда не мог! Типа, ой, ты решил усилок купить, ой, а тут еще и это покупают вместе с таким же точно усилком, правда-правда, крест на пузе, вот сам посмотри видео с огоньками, посмотри-посмотри… Так на пару долларов сверх запланированного и отымели в лёгкую, как у ребенка конфетку… Эх… Да чего уж теперь…

В общем, теперь, начать, да сделать, как водится:

Продолжение читайте в следующих частях цикла…