Просмотр кода страницы Интеграция датчика освещенности гидропонной установки в Home Assistant

[[Файл:Люксометр самодельный.jpg|link=http://wiki.laser.ru/images/5/55/Люксометр_самодельный.jpg |thumb|360px| (Фото 1) Датчик освещенности, люксометр]]
'''Интеграция датчика освещенности гидропонной установки в Home Assistant'''

Для того чтобы растения нормально росли и развивались в гроубоксе, в теплице, в оранжереи или в какой то гидропонной установке,  как известно, им нужно достаточно света для фотосинтеза. Следить за изменением освещенности можно изготовив самостоятельно датчик освещенности ([[:ru:люксометр|люксометр]]), например прямо на макетной плате. Далее загружать данные в автоматическом режиме в [[Home Assistant]], осуществляя сбор данных через контроллер [[Ардуино]]. Можно воспользоваться готовым решением, купить датчик освещенности на Алиэкспресс . Но можно собрать самостоятельно (Фото 1), для этого необходимо:

=== Собрать датчик по схеме ===
Сначала нам надо собрать принципиальную схему нашего датчика.

(Фото 2) Для этого используем три фоторезистора: '''90мВт, 2-6кОм, 540нм, Монтаж: THT, 100ВDC, dLED: 5мм''' и резисторы сопротивлением: '''360 Ом, 1 Ком, 33 КОм.'''  (такие были под рукой)

Три фоторезистора нам нужны, чтобы производить замеры в трех разных диапазонах освещенности, в вечернее время, днем и при ярком солнечном свете.

=== Загрузить в Arduino программный код ===
Загружаем в контроллер Arduino или ESP8266, или ESP32 программный код для отображение данных в COM порту. И проводим несколько замеров при разной освещенности на улице — в солнечную погоду и при облаках, а так же в помещении. (Фото 3), (Фото 4)
<syntaxhighlight lang="C">
//////////////////////////////////////////////
// 2023.07.06 woronin, umkiedu@gmail.com
// Датчик освещености — люксометр
// Robot UMKI controller K6_3
//////////////////////////////////////////////
int light0 = 0;
int light1 = 0;
int light2 = 0;

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  pinMode(A0, INPUT);
  pinMode(A1, INPUT);
  pinMode(A2, INPUT);
}

void loop()
{
  light0 = analogRead(A0);
  Serial.println(light0);
  light1 = analogRead(A1);
  Serial.println(light1);
  light2 = analogRead(A2);
  Serial.println(light2);

  delay(10); // Delay a little bit to improve simulation performance
}

</syntaxhighlight>



=== Откалибровать полученные данные ===
Получаем набор «сырых» данных в вольтах, на основе которых будем производить калибровку для пересчета в люксы. Сводим полученные данные в таблицу.

Для заполнения столбца люксов, будем использовать технологию фотографирования белого листа цифровым фотоаппаратом или смартфоном. Калибровка освещенности с телефона производим по калькулятору c сайта [https://www.gidroponika.su/gidroponika-teorija.html/osvewenie/163-kak-izmerit-osveschennost-pomescheniya-bez-lyuksmetra.html www.gidroponika.su]


 Значение люксы
 HA(V)    Lx
 274      2400
 350      2800
 479      8900
 498      9900
 609      23700
 620      26000
 634      30000
 735      61000


После заполнения таблицы измеренными значениями в вольтах и в люксах, строим график в любом табличном процессоре. Например в ''LibreOffice Calc'', используя опцию: ''Построение линии тренда, показать формулу.''

(Фото 5)

Вывод, в нашем случае коэффициенты пересчета получаются такие:

'''Y=259* EXP(0,00741* Х)'''

Теперь можно приступать к настройке постоянных замеров освещенности в НА.

== Настроить интеграцию с Home Assistant ==
Настраиваем интеграцию через [https://www.home-assistant.io/integrations/firmata Firmata] Для этого присоединим по USB плату Arduino к HA и в конфигурационном фале , который находится например в путях ''/config/configuration.yaml'' добавляем несколько строчек. После этого перегружаем НА.
<syntaxhighlight lang="C">
 firmata:
  - serial_port: /dev/ttyUSB0
    serial_baud_rate: 57600
    sampling_interval: 1000 
    sensors:
      - name: raw_light0
        pin: A0
        pin_mode: ANALOG
        differential: 20
      - name: raw_light1
        pin: A1
        pin_mode: ANALOG
        differential: 20        
      - name: raw_light2
        pin: A2
        pin_mode: ANALOG
        differential: 20
</syntaxhighlight>
Если все сделано без ошибок, то мы сможем увидеть новые объекты в меню: Настройки>>Устройства и службы>>Объекты . У них будут ID объекта: sensor.raw_light0, sensor.raw_light1, sensor.raw_light2, а Интеграция: firmata.

Но это пока еще сырые данные - в вольтах. Для того чтобы пересчитать их в люксы, с использованием наших поправочных коэффициентов, необходимо внести в этот же файл конфигурации ''/config/configuration.yaml'' еще один раздел: 
<syntaxhighlight lang="C">
sensor:   
  - platform: template
    sensors:
      light_01:
        friendly_name: "освещенность в яркий день"
        unit_of_measurement: lk
        value_template: "{{ 259 * (e**(0,00741*states('sensor.raw_light0' )))| int }}"

      light_02:
        friendly_name: "освещенность в пасмурную погоду"
        unit_of_measurement: lk
        value_template: "{{ 259 * (e**(0,00741*states('sensor.raw_light1' )))| int }}"

      light_03:
        friendly_name: "освещенность вечером"
        unit_of_measurement: lk
        value_template: "{{ 259 * (e**(0,00741*states('sensor.raw_light2' )))| int }}"

</syntaxhighlight>

И перезагрузить НА.

Теперь у нас в Объектах добавятся:  sensors.light_01, sensors.light_02, sensors.light_03, их мы можем выводить на панель  НА. Для этого заведем новую карточку на панели 
 graph: line
 hours_to_show: 24
 type: sensor
 entity: sensors.light_01
 unit: lk
 detail: 1
 name: Освещенность

Результат представлен на (Фото 6), (Фото 7), (Фото 8)

== Расчет суммарной освещенности==
Рассчитываем суммарную освещенность за весь период собранных данных. В нашем примере это данные с '''2023-06-26 01:12:22''' по '''2023-07-06 18:44:49''' всего данных собранных на данный момент: 8548 записей замеров освещенности в люксах. Это составляет среднюю величину за весь период замеров: '''5266 лк''' (Сумма всех люксов, деленная на число записей)

Запрос к базе данных имеет следующий синтаксис:

 SELECT state,  datetime(states.last_updated_ts, 'unixepoch') 
 FROM states LEFT JOIN states_meta ON (states.metadata_id=states_meta.metadata_id)  
 LEFT JOIN state_attributes ON (states.attributes_id=state_attributes.attributes_id) 
 WHERE last_changed_ts is NULL  
 AND states_meta.entity_id='sensor.light_01';

Результат будет примерно такой:
 625,54	2023-06-26 01:12:22
 630,19	2023-06-26 01:13:22
 639,6	2023-06-26 01:14:22
 644,36	2023-06-26 01:15:22
 658,84	2023-06-26 01:16:22
 663,75	2023-06-26 01:17:22
 683,71	2023-06-26 01:18:22
 693,92	2023-06-26 01:19:22

Для того чтобы выгрузить из базы данных выбранные значения в файл, нужно экспортировать следующими командами
 cd homeassitant
 sqlite3 home-assistant_v2.db
 .mode csv
 .output hotbed_lux.csv
 Select ***

Для того чтобы построить по выгруженным данным график в GNUPLOT необходимо выполнить следующий скрипт:

 #!/bin/bash
 # скрипт для генерации графиков в гнуплоте из файлов
 for FILE in hotbed_lux.csv
 do 
 gnuplot << EOF
 set xdata time
 set timefmt "%s"
 set format x "%m.%d"
 set terminal png size 2048, 768
 set output 'Lux.png' 
 plot "$FILE" using 2:1 with lines linetype 1 lw 1 lc 6 title "Lx" 
 EOF
 done

Результат представлен на (Фото 8)


{| align="center" class="standard"
|+

| [[Файл:Люксометр схема.png |link=http://wiki.laser.ru/images/8/8f/Люксометр_схема.png |thumb|280px| (Фото 2) Люксометр схема с резисторами номиналом: 360 Ом, 1КОм, 33КОм  ]]
| [[Файл:Замер освещенности на улице.png|link=http://wiki.laser.ru/images/6/60/Замер_освещенности_на_улице.png |thumb|280px| (Фото 3) Замер освещенности на улице]]
| [[Файл:Замер освещённости в гроубоксе.png |link=http://wiki.laser.ru/images/a/a1/Замер_освещености_в_гроубоксе.png |thumb|160px| (Фото 4) Замер освещённости в гроубоксе]]
|+
| [[Файл:Пересчет освещенности экспонента.png |link=http://wiki.laser.ru/images/3/31/Пересчет_освещенности_экспонента.png |thumb|240px| (Фото 5) Пересчет освещенности экспонента]]
| [[Файл:История освещенности.png|link=http://wiki.laser.ru/images/1/1c/История_освещенности.png |thumb|160px| (Фото 6) История освещенности на моб]]
|+
| [[Файл:Освещенность НА.png|link=http://wiki.laser.ru/images/6/61/Освещенность_НА.png |thumb|200px| (Фото 7) График освещенности построенный в HomeAssistant]]
| [[Файл:Освещенность в gnuplot.png |link=http://wiki.laser.ru/images/7/75/Освещенность_в_gnuplot.png |thumb|200px| (Фото 8) График освещенности построенный в gnuplot]]

|+
|}


[[Категория: Home Assistant]]
[[Категория:Датчики]]