OpenSource MicroLog pro Arduino

[mypower.cz]

Hoj, napsal jsem lite verzi jednoduchého programu (opensource) pro Arduino, který umožňuje logování čehokoliv analogového v rozsahu 0-5V v pravidelných intervalech. Naměřené hodnoty jsou odesílány přes internet a archivovány zde na serveru MyPower.CZ pro libovolné další zpracování, například vykreslení grafů, statistiky, vizualizace, prognózy, to celé v privátním (viditelné majitelem měření po přihlášení se na fóru) nebo veřejném zobrazení (viditelné pro všechny).



O programu

Program může být ve spolupráci se serverem MyPower.CZ ideálním pomocníkem pro člověka, který se vyzná v elektrooboru, dokáže si najít odpovídající proudové senzory, dokáže si spočítat odpovídající odporové děliče, dokáže si libovolné veličiny převést na rozsah 0-5V a takto uzpůsobené senzory připojit k analogovým pinům arduina.

Pro zprovoznění stačí stáhnout zdrojový kód uvedený níže, otevřít ho v Arduino IDE, nastavit základní parametry a provést upload programu do Arduina. Arduino je tímto připraveno pro odesílání hodnot na MyPower.CZ, kde se z těchto dat dají realizovat libovolné další výstupy, například grafy, statistiky výroby/spotřeby, přepočty, prognózy, odhady, grafické přehledy a podobně.

K jedinečné identifikaci vašeho měření slouží jedinečný název měření, který se v programu nastavuje jako parametr FVEID. Toto FVEID je nutno dohodnout například napsáním soukromé zprávy (mě), nebo zasláním mailu na info@mypower.cz. FVEID bude přiděleno, měření i na straně serveru nastaveno.

Pak můžete vše u vás zapojit a poté sdělit co je k jakému analogovému vstupu připojeno a jaký to má rozsah, tedy co znamená 0V a co znamená 5V. Například 0V = -30 ampér, 5V = 30 ampér, 2.5V = 0 ampér a tak dále.

Podporovaný hardware

Program po kompilaci zabírá kolem 19kB místa v paměti arduina.

Program je vhodný pro použití v kombinaci s Ethernet Shieldem s
Arduino Uno (max 6 analogových vstupů),
Arduino Fio (max 8 analogových vstupů),
Arduino Micro (max 12 analogových vstupů),
Arduino Leonardo (max 12 analogových vstupů),
Arduino Mega a vyšší (max 16 analogových vstupů),
nebo
Arduino Ethernet (max 6 analogových vstupů), bez nutnosti použití Ethernet Shieldu.

Zdrojový kód programu

Zdrojový kód programu je níže nebo ke stažení v příloze.

MPWmicrolog.ino

(5.24 KiB) Staženo 606 x

Kód: Vybrat vše

#include <SPI.h>
#include <Ethernet.h>
#include <utility/w5100.h>

// ---------------------------------------------------

const int liveLedPin   = 7; 
const int sendInterval = 120; // sec
const int sendRetry    = 30; // sec
const int maxErrors    = 3;

const char MPWfveid[]  = "mojefve";
const char MPWhost[]   = "log.mypower.cz";
      byte NETmac[]    = { 0xF6, 0x88, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01 };

const int serialLog    = 1; 

// ---------------------------------------------------

byte lxLed=0;
byte lxTime=0;
long lxSeconds=0;
long lxSendIndex=0;
byte lxHttpOk=0;
byte lxHttpErrors=0;

// ---------------------------------------------------

void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(liveLedPin, OUTPUT); 
SetLiveLed(HIGH);
pinMode(10, OUTPUT);
XLog("MyPower MicroLOG starting.");
digitalWrite(10,HIGH);
XLog("Trying DHCP.");
int xret=Ethernet.begin(NETmac);
W5100.setRetransmissionTime(0x07FF);
W5100.setRetransmissionCount(2); 
if (xret == 0) {
  XLog("No dhcp.");
  FlashError(4);
  }
else
  {
  char xtext[100];
  IPAddress xaddr;
  xaddr=Ethernet.localIP();
  sprintf(xtext,"IP: %d.%d.%d.%d",xaddr[0],xaddr[1],xaddr[2],xaddr[3]);
  XLog(xtext);
  xaddr=Ethernet.subnetMask();
  sprintf(xtext,"MASK: %d.%d.%d.%d",xaddr[0],xaddr[1],xaddr[2],xaddr[3]);
  XLog(xtext);
  xaddr=Ethernet.gatewayIP();
  sprintf(xtext,"GW: %d.%d.%d.%d",xaddr[0],xaddr[1],xaddr[2],xaddr[3]);
  XLog(xtext);
  xaddr=Ethernet.dnsServerIP();
  sprintf(xtext,"DNS: %d.%d.%d.%d",xaddr[0],xaddr[1],xaddr[2],xaddr[3]);
  XLog(xtext);
  }
XLog("Done.");
}

void loop()
{
FlashLiveLed();
CalculateSeconds();
SendDataToMyPower();
//delay(3000);
}

void softReset() { asm volatile ("  jmp 0"); } 
void XLog(char * xmsg) { if (serialLog==1) Serial.println(xmsg); }
void XLogRam() { if (serialLog==1) { Serial.print("> RAM:"); Serial.println(freeRam()); } }
void XLog2(char * xmsg,char * xpre) { if (serialLog==1) { Serial.print(xpre);Serial.println(xmsg);} }

void SetLiveLed(byte xs) { digitalWrite(liveLedPin,xs); }

void FlashLiveLed()
{
unsigned long i=((millis()/100)%10);
byte qlxLed=( ((i==1)) || 
    ((lxHttpOk==2) && ( (i==3) || (i==5) )) )?HIGH:LOW;
if (qlxLed!=lxLed) { digitalWrite(liveLedPin,qlxLed); lxLed=qlxLed; }
}

void CalculateSeconds()
{
byte smx=0x0F;
byte qlxTime=(millis()/1000)&smx;
if (qlxTime!=lxTime) {
  lxSeconds+=(lxTime>qlxTime)?(qlxTime+smx-lxTime):(qlxTime-lxTime);
  lxTime=qlxTime;
  }
}

void SendDataToMyPower()
{
char xtext[200]; 
int xsi=sendInterval;
int xsiorig=xsi;
int xsr=sendRetry;
if (lxHttpOk==2) xsi=xsr;
if (xsi<30) xsi=30;
long qlxSendIndex=lxSeconds;
if ((lxSendIndex+xsi<=qlxSendIndex) || (lxHttpOk==0))
  {
  lxHttpOk=2;
  lxSendIndex=lxSeconds;
  EthernetClient client;  
  SetLiveLed(HIGH);
  XLogRam();
  XLog("> Connecting");
  if ( (client.connect(MPWhost, 80)) && (client.connected()) )
    {
    XLog("> Connected");
    sprintf(xtext,"GET / HTTP/1.0\r\nHost: %s\r\nUser-Agent: MPWmicrolog\r\nCookie: fveid=%s; ",
      MPWhost, MPWfveid);
    client.write((byte*)xtext,strlen(xtext));  
    strcpy(xtext,"AIN=");
    boolean xf=false;
    char p[10];
    for (int xpin=0;xpin<NUM_ANALOG_INPUTS;xpin++) {
      if (xf) strcat(xtext,"."); else xf=true;
      sprintf(p,"%d",analogRead(xpin));
      strcat(xtext,p);
      }
    client.write((byte*)xtext,strlen(xtext));   
    strcpy(xtext,"\r\n\r\n");
    client.write((byte*)xtext,strlen(xtext));
      
    int lbufpos=0;
    boolean ishead=true;
    xtext[0]=0;
    unsigned long xmstart=millis();
    while (client.connected())
      {
      if (millis()-xmstart>3000) { break; }
      if (client.available()) 
        {
        byte qbuf[200];
        int qlen=client.readBytes((char*)qbuf,sizeof(qbuf)-2);
        for (int i=0;i<qlen;i++) {
          char c = qbuf[i];
          if (c=='\n') {
            if (xtext[0]=='\r') ishead=false; else
            if (!ishead) ParseHTTPResult(xtext);
            lbufpos=0;
            xtext[0]=0;
            }
          else {
            if (lbufpos<sizeof(xtext)-2) {
              xtext[lbufpos]=c; lbufpos++; xtext[lbufpos]=0;
              }
            }
          }
        }
      }
    if (lbufpos>0) ParseHTTPResult(xtext);
    client.stop();
    }
  if (lxHttpOk==1) 
    {
    XLog("> OK");
    lxHttpErrors=0;
    sprintf(xtext,"> Waiting (%d seconds) ...",xsiorig);
    XLog(xtext);
    }
  else 
    {
    lxHttpErrors++;
    sprintf(xtext,"> ERR (%d/%d)",lxHttpErrors,maxErrors);
    XLog(xtext);
    if (lxHttpErrors>=maxErrors) FlashError(3);
    else
    sprintf(xtext,"> Retry after %d seconds ...",xsr);
    XLog(xtext);
    }
  SetLiveLed(LOW);
  }
}

void ParseHTTPResult(char * xtext) { 
if (strcmp(xtext,"result:OK")==0) lxHttpOk=1;
XLog2(xtext,"# ");
}

void FlashError(byte xcount)
{
char xtext[50];
sprintf(xtext,"Error %d.",xcount);
XLog(xtext);
XLog("Flashing error (10x), then restarting.");
xcount*=2;
for (int i=0;i<10;i++) {
  byte x=0;
  for (int i=0;i<xcount;i++) {
    digitalWrite(liveLedPin,(!((x++)&1))?HIGH:LOW);
    delay(250);
    }
  delay(1000);
  }
XLog("Restarting.");
XLog("---");
delay(1000);
softReset();
}

int freeRam()
{
extern unsigned int __heap_start;
extern void *__brkval;
int free_memory;
int stack_here;
if (__brkval == 0)
  free_memory = (int) &stack_here - (int) &__heap_start;
else
  free_memory = (int) &stack_here - (int) __brkval; 
return (free_memory);
}

Nastavení programu

V programu se dají nastavit následující konstanty:


const int liveLedPin = 7;
Digitální PIN na kterém je připojena informační stavová LED. Ve výchozím stavu je to digitální pin 7. Pin 13 (onboard led) nelze použít kvůli kolizi s ethernetshieldem. Používá také PIN13 a tak se tato led integrovaná na desce arduina stává pro tyto účely nepoužitelnou. Při připojení led doporučuji postupovat podle obrázků uvedených zde, tedy klasika - leddioda + rezistor do serie. Význam stavů leddiody popíšu níže.

const int sendInterval = 120; // sec
Interval v sekundách, po kterém se periodicky odesílají data na MyPower.CZ

const int sendRetry = 30; // sec
Interval v sekundách, po kterém se program znovu pokouší data odeslat v případě předchozího neúspěšného odeslání.

const int maxErrors = 3;
Maximální tolerovaný počet chyb přenosu a pokusů o znovuodeslání. Poté program provede "zdravotní" restart.

const char MPWfveid[] = "mojefve";
Nastavení FVEID - viz informace o získání FVEID výše. Program funguje i bez přiděleného FVEID. Server tak pouze vrací to, co program odesílá a tak je možno i před přidělením FVEID zkontrolovat, zdali vše funguje. Pokud se zobrazí informace ze serveru a stavová informace "> OK", znamená to, že na vaší straně je program připraven a teď už je to pouze na administrátorovi serveru MyPower.CZ až vše nastaví a přidělí vám FVEID, pokud o něho požádáte.

const char MPWhost[] = "log.mypower.cz";
Nastavení logovacího serveru MyPower.CZ

byte NETmac[] = { 0xF6, 0x88, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01 };
Nastavení síťové mac adresy. Pokud bude na jedné lokální síti běžet více arduin, je nutno každé jednotce nastavit unikátní mac adresu. Jednoduše poslední číslo nastavte pokaždé různé. Například { 0xF6, 0x88, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01 }, { 0xF6, 0x88, 0x00, 0x00, 0x00, 0x02 }, { 0xF6, 0x88, 0x00, 0x00, 0x00, 0x03 } atd.

const int serialLog = 1;
Povolení (1) nebo zakázání (0) vypisování ladících informací do seriové konzoly. Čistě pro účely už nastaveného a rozchozeného měření je možno vypisování ladících informací vypnout. K informaci v jakém stavu se program nachází postačí stavová signalizační LED. Vypnutí (zakázání) vypisování ladících informací do seriové konzoly zrychlí o něco málo běh programu a také zkompilovaný program bude o něco menší.

Připojení k internetu

Pro připojení k internetu připojte arduino pomocí ethernet shieldu standardním ethernetovým kabelem do vašeho routeru/switche. Na switchi/routeru, nebo na síti se musí vyskytovat DHCP server, který programu přidělí parametry sítě, jako IP adresa, maska sítě, DNS server a brána (gateway).

Zdali vaše Arduino odesílá data na MyPower.CZ můžete ověřit zde.

Seriová konzole

Pokud je nastavení serialLog rovno 1, pak dochází k výpisu ladících informací do sériové konzoly. Tu je možno zapnout ikonkou lupy v Arduino IDE a sledovat co program zrovna dělá.

Typický výpis na konzoli může vypadat například takto:

Kód: Vybrat vše

MyPower MicroLOG starting.
Trying DHCP.
IP: 192.168.1.220
MASK: 255.255.255.0
GW: 192.168.1.20
DNS: 192.168.1.100
Done.
> RAM:6332
> Connecting
> Connected
# Nezname FVEID: 'mojefve'
# Pro prideleni FVEID napiste na info@mypower.cz
# 
# server:log.mypower.cz
# time:2013-03-27 03:25:28
# fveid:mojefve
# AIN:1023.1023.724.565.481.422.398.382.315.308.294.279.283.282.282.300
# result:OK
> OK
> Waiting (120 seconds) ...
> RAM:6332
> Connecting
> Connected
# Nezname FVEID: 'mojefve'
# Pro prideleni FVEID napiste na info@mypower.cz
# 
# server:log.mypower.cz
# time:2013-03-27 03:27:35
# fveid:mojefve
# AIN:1023.1023.704.551.470.410.386.358.304.298.285.270.275.275.273.291
# result:OK
> OK
> Waiting (120 seconds) ...
> RAM:6332
> Connecting
> Connected
# Nezname FVEID: 'mojefve'
# Pro prideleni FVEID napiste na info@mypower.cz
# 
# server:log.mypower.cz
# time:2013-03-27 03:29:43
# fveid:mojefve
# AIN:1023.1023.703.549.468.407.383.356.301.296.282.268.272.272.271.289
# result:OK
> OK
> Waiting (120 seconds) ...

Vše se znakem ">" na začátku řádku jsou hlášky programu. Vše se znakem "#" na začátku řádku jsou zprávy, které přišly přes internet z logovacího serveru MyPower.CZ.

V tomto případě znamená níže uvedený výpis informaci ze serveru (jeden typický odesílací cyklus), že nastavené FVEID není zaregistrováno a že se máte ozvat s žádostí o přidělení FVEID. Zároveň server posílá svou identifikaci, tedy že se jedná o log.mypower.cz, posílá aktuální čas na serveru pro kontrolu, posílá FVEID, které program odeslal a také hodnoty všech pinů, které program odeslal. Takto vypadá ukázkový výpis pokud je vše připraveno ke zprovoznění a potvrzeno, že internetové spojení funguje.

Kód: Vybrat vše

> RAM:6332
> Connecting
> Connected
# Nezname FVEID: 'mojefve'
# Pro prideleni FVEID napiste na info@mypower.cz
# 
# server:log.mypower.cz
# time:2013-03-27 03:25:28
# fveid:mojefve
# AIN:1023.1023.724.565.481.422.398.382.315.308.294.279.283.282.282.300
# result:OK
> OK
> Waiting (120 seconds) ...

V tomto stavu už stačí si pouze vyžádat FVEID a můžete směle logovat.

Stavová led

Stavovou led připojte k digitálnímu pinu 7 (dle výchozího nastavení), sériově s rezistorem (D7 -> LED -> REZISTOR -> GND). Inspiraci pro připojení můžete nalézt například na obrázcích na této stránce. Na odkazované stránce je nakresleno připojení k pinu 13, my však diodu pro naše účely připojíme ne k pinu 13, ale k pinu 7 a dle toho také patřičně nastavíme v programu nastavení hodnoty liveLedPin

Kód: Vybrat vše

const int liveLedPin   = 7;

Stavová leddioda se ihned po startu rozsvítí. Svítí i během hledání DHCP serveru. Pokud není DHCP server nalezen, dioda začne blikat "chybový stav". Viz níže. Pokud je vše v pořádku, přejde dioda do blikání v "provozním stavu". Pokud je komunikováno po síti a čeká se na odpověď serveru, leddioda trvale svítí.

Pokud dojde k chybovému stavu, tento je nevratný. Leddioda 10x zopakuje probliknutí chybového stavu a poté program provede restart.



Chybové stavy:
3x pomalejší bliknutí + 1 vteřina pauza.
Nastalo více chyb v přenosu než nastavený maximální počet chyb, program toto hlášení 10x zopakuje a provede restart.
Mnemotechnická pomůcka: 3x protože 3 chyby

4x pomalejší bliknutí + 1 vteřina pauza.
Po startu nebyl nalezen DHCP server, program toto hlášení 10x zopakuje a provede restart.
Mnemotechnická pomůcka: 4x protože D H C P (4 písmena)

Provozní stavy:
1x rychlejší bliknutí opakované každou vteřinu.
Program běží v pořádku, spojení na internet funguje, poslední přenos se zdařil, čeká se na uplynutí časového intervalu pro odeslání dalšího vzorku měření.

3x rychlejší bliknutí opakované každou vteřinu.
Došlo k chybě v přenosu, zatím se program pokouší o opakování přenosu. Pokud se zdaří, přejde se do standardního provozního režimu (1x rychlejší bliknutí) a vynuluje se čítač chyb.

Leddioda trvale svítí
Start programu, nebo komunikace po internetu.

Závěr

Snad bude tento MicroLog k užitku.









Příklad odporového děliče s U_vst <= 52V a U_vyst <=5V. U_vyst připojíme k Arduinu na analogový pin a U_vst například k 24V baterii čímž můžeme s rezevou měřit 24V baterii.



Tip: Vaše měření na MyPower.CZ samostatně?

[Blesk]

Ahoj já bych zájem měl, mám 120wp panel čekám jen než mi dojde nový arduino a hned bych to udělal. Jestli to dobře chápu, tak to bude vypadat jako už tady dole máš pár elektráren. Budou k vidění jenom grafy nebo tu bude k dispozici proud, napětí, wh. atd. Dík (doufám že nevadí tak malý výkon)

[ixo]

Veľmi pekné. Začínam sa hrať s arduinom, doťahovaním dátovej siete k elektrárni, tak možno niečo zbastlím tiež. Tiež mám otázku - dali by sa tie štatistiky vidieť aj povedzme na špecifickej URL, na ktorej by nebolo nič iné, iba moje štatistiky?

[mypower.cz]

Ano, samostatne (widget), i privatni mereni tady na mypower.cz mam v planu. Snad uz brzy...

[lwq]

Veľmi pekné. Začínam sa hrať s arduinom, doťahovaním dátovej siete k elektrárni, tak možno niečo zbastlím tiež. Tiež mám otázku - dali by sa tie štatistiky vidieť aj povedzme na špecifickej URL, na ktorej by nebolo nič iné, iba moje štatistiky?

Jen bych dodal ... Nemusite k elektrarne tahat dratovy ethernet, ale lze tam pouzit i bezdratove spojeni ...

[ixo]

Ano, viem, existuje nieco ako wifi shield na Arduino... Nebudem to musiet nakoniec kupovat - premiestnim tam jeden svoj wifi repeater , dnes som mu uz uspesne dokonfiguroval WISP sluzbu a aj preroutoval zvoleny port z internetu az na jeho kablovy vystup (otestovane), takze uz ho len prepojit kablom s Arduino ethernet shieldom a hor sa do logovania!

Inac, planujem si zaobstarat bezkontaktny snimac prudu - taky ten kruzok, co sa nacvakne na kabel. Nema niekto voci tomu nejake odborne vyhrady?

[lwq]

Nemyslel sem ten ZigBee, ale daleko jednodussi ...

http://dx.com/p/cc1101-wireless-module- ... lue-160898

... je to vlastne bezdratove seriove rozhrani ... za necelých 400,- CZK muze mit clovek spolehlivy bezdratovy spoj, ktery se nemuze "seknout", je defacto jako "drat" ...

[Blesk]

Dotaz: jak 400kč, já bych řekl že 200kč, protože poštovné je zdarma. Jinak je to paráda takhle levný, vždycky jsem našel wifi jen kolem 50 dolaru.

[luge]

Nemyslel sem ten ZigBee, ale daleko jednodussi ...

http://dx.com/p/cc1101-wireless-module- ... lue-160898

... je to vlastne bezdratove seriove rozhrani ... za necelých 400,- CZK muze mit clovek spolehlivy bezdratovy spoj, ktery se nemuze "seknout", je defacto jako "drat" ...

Dotaz:Je tento modul kompatibilný s arduinom? U tohoto píšu že je http://dx.com/p/arduino-apc220-wireless ... ter-143011

[lwq]

Tohle neni wifina, ale RF modul ...

Operating frequency: 387~464MHz

A je treba koupit prece dva modulky, tedy 400,- ... a ano, je to kompatibilnis Arduinem, ale bacha na 3,3V napajeni !

EDIT: VE finale, by melo byt mozne aby Arduino posilalo data a cetlo to vicero terminalu, tedy jak Arduino/Raspi co by to posilalo do netu, tak lokalni dohled pres PC trebas.

[mypower.cz]

Drobná aktualizace na straně serveru: pokud se budete chtít podívat kdo je online, nebo zdali server "vidí" vaše měření nebo kdy ho naposledy viděl, je možné se podívat na online stav aktivity měřících Arduin.

http://mypower.cz/microlog-online

[casiomk]

Drobná aktualizace na straně serveru: pokud se budete chtít podívat kdo je online, nebo zdali server "vidí" vaše měření nebo kdy ho naposledy viděl, je možné se podívat na online stav aktivity měřících Arduin.

http://mypower.cz/microlog-online

dobra vecicka ,len mi tam chyba lokalny web server v arduino ktory by zobrazil aspon namerane hodnoty popripade chyby

[mypower.cz]

dobra vecicka ,len mi tam chyba lokalny web server v arduino ktory by zobrazil aspon namerane hodnoty popripade chyby

OpenSource MicroLog2