init

DS1820.lua

@@ -0,0 +1,209 @@
+--------------------------------------------------------------------------------
+-- DS18B20 one wire module for NODEMCU
+-- NODEMCU TEAM
+-- LICENCE: http://opensource.org/licenses/MIT
+-- @voborsky, @devsaurus, TerryE  26 Mar 2017
+--------------------------------------------------------------------------------
+local modname = ...
+
+-- Used modules and functions
+local type, tostring, pcall, ipairs =
+      type, tostring, pcall, ipairs
+-- Local functions
+local ow_setup, ow_search, ow_select, ow_read, ow_read_bytes, ow_write, ow_crc8,
+        ow_reset, ow_reset_search, ow_skip, ow_depower =
+      ow.setup, ow.search, ow.select, ow.read, ow.read_bytes, ow.write, ow.crc8,
+        ow.reset, ow.reset_search, ow.skip, ow.depower
+
+local node_task_post, node_task_LOW_PRIORITY = node.task.post, node.task.LOW_PRIORITY
+local string_char, string_dump = string.char, string.dump
+local now, tmr_create, tmr_ALARM_SINGLE = tmr.now, tmr.create, tmr.ALARM_SINGLE
+local table_sort, table_concat = table.sort, table.concat
+local file_open = file.open
+local conversion
+
+local DS18B20FAMILY   = 0x28
+local DS1920FAMILY    = 0x10  -- and DS18S20 series
+local CONVERT_T       = 0x44
+local READ_SCRATCHPAD = 0xBE
+local READ_POWERSUPPLY= 0xB4
+local MODE = 1
+
+local pin, cb, unit = 3
+local status = {}
+
+local debugPrint = function() return end
+
+--------------------------------------------------------------------------------
+-- Implementation
+--------------------------------------------------------------------------------
+local function enable_debug()
+  debugPrint = function (...) print(now(),' ', ...) end
+end
+
+local function to_string(addr, esc)
+  if type(addr) == 'string' and #addr == 8 then
+    return ( esc == true and
+             '"\\%u\\%u\\%u\\%u\\%u\\%u\\%u\\%u"' or
+             '%02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X '):format(addr:byte(1,8))
+  else
+    return tostring(addr)
+  end
+end
+
+local function readout(self)
+  local next = false
+  local sens = self.sens
+  local temp = self.temp
+  for i, s in ipairs(sens) do
+    if status[i] == 1 then
+      ow_reset(pin)
+      local addr = s:sub(1,8)
+      ow_select(pin, addr)   -- select the  sensor
+      ow_write(pin, READ_SCRATCHPAD, MODE)
+      local data = ow_read_bytes(pin, 9)
+
+      local t=(data:byte(1)+data:byte(2)*256)
+      -- t is actually signed so process the sign bit and adjust for fractional bits
+      -- the DS18B20 family has 4 fractional bits and the DS18S20s, 1 fractional bit
+      t = ((t <= 32767) and t or t - 65536) *
+          ((addr:byte(1) == DS18B20FAMILY) and 625 or 5000)
+      local crc, b9 = ow_crc8(string.sub(data,1,8)), data:byte(9)
+
+      if unit == 'F' then
+        t = (t * 18)/10 + 320000
+      elseif unit == 'K' then
+        t = t + 2731500
+      end
+      local sgn = t<0 and -1 or 1
+      local tA = sgn*t
+      local tH=tA/10000
+      local tL=(tA%10000)/1000 + ((tA%1000)/100 >= 5 and 1 or 0)
+
+      if tH and (t~=850000) then
+        debugPrint(to_string(addr),(sgn<0 and "-" or "")..tH.."."..tL, crc, b9)
+        if crc==b9 then temp[addr]=t end
+        status[i] = 2
+      end
+    end
+    next = next or status[i] == 0
+  end
+  if next then
+    node_task_post(node_task_LOW_PRIORITY, function() return conversion(self) end)
+  else
+    --sens = {}
+    if cb then
+      node_task_post(node_task_LOW_PRIORITY, function() return cb(temp) end)
+    end
+  end
+end
+
+conversion = (function (self)
+  local sens = self.sens
+  local powered_only = true
+  for _, s in ipairs(sens) do powered_only = powered_only and s:byte(9) ~= 1 end
+  if powered_only then
+    debugPrint("starting conversion: all sensors")
+    ow_reset(pin)
+    ow_skip(pin)  -- skip ROM selection, talk to all sensors
+    ow_write(pin, CONVERT_T, MODE)  -- and start conversion
+    for i, _ in ipairs(sens) do status[i] = 1 end
+  else
+    local started = false
+    for i, s in ipairs(sens) do
+      if status[i] == 0 then
+        local addr, parasite = s:sub(1,8), s:byte(9) == 1
+        if parasite and started then break end -- do not start concurrent conversion of powered and parasite
+        debugPrint("starting conversion:", to_string(addr), parasite and "parasite" or "")
+        ow_reset(pin)
+        ow_select(pin, addr)  -- select the sensor
+        ow_write(pin, CONVERT_T, MODE)  -- and start conversion
+        status[i] = 1
+        if parasite then break end -- parasite sensor blocks bus during conversion
+        started = true
+      end
+    end
+  end
+  tmr_create():alarm(750, tmr_ALARM_SINGLE, function() return readout(self) end)
+end)
+
+local function _search(self, lcb, lpin, search, save)
+  self.temp = {}
+  if search then self.sens = {}; status = {} end
+  local sens = self.sens
+  pin = lpin or pin
+
+  local addr
+  if not search and #sens == 0 then
+    -- load addreses if available
+    debugPrint ("geting addreses from flash")
+    local s,check,a = pcall(dofile, "ds18b20_save.lc")
+    if s and check == "ds18b20" then
+      for i = 1, #a do sens[i] = a[i] end
+    end
+    debugPrint (#sens, "addreses found")
+  end
+
+  ow_setup(pin)
+  if search or #sens == 0 then
+    ow_reset_search(pin)
+    -- ow_target_search(pin,0x28)
+    -- search the first device
+    addr = ow_search(pin)
+  else
+    for i, _ in ipairs(sens) do status[i] = 0 end
+  end
+  local function cycle()
+    if addr then
+      local crc=ow_crc8(addr:sub(1,7))
+      if (crc==addr:byte(8)) and ((addr:byte(1)==DS1920FAMILY) or (addr:byte(1)==DS18B20FAMILY)) then
+        ow_reset(pin)
+        ow_select(pin, addr)
+        ow_write(pin, READ_POWERSUPPLY, MODE)
+        local parasite = (ow_read(pin)==0 and 1 or 0)
+        sens[#sens+1]= addr..string_char(parasite)
+        status[#sens] = 0
+        debugPrint("contact: ", to_string(addr), parasite == 1 and "parasite" or "")
+      end
+      addr = ow_search(pin)
+      node_task_post(node_task_LOW_PRIORITY, cycle)
+    else
+      ow_depower(pin)
+      -- place powered sensors first
+      table_sort(sens, function(a, b) return a:byte(9)<b:byte(9) end) -- parasite
+      -- save sensor addreses
+      if save then
+        debugPrint ("saving addreses to flash")
+
+        local addr_list = {}
+        for i =1, #sens do
+          local s = sens[i]
+          addr_list[i] = to_string(s:sub(1,8), true)..('.."\\%u"'):format(s:byte(9))
+        end
+        local save_statement = 'return "ds18b20", {' .. table_concat(addr_list, ',') .. '}'
+        debugPrint (save_statement)
+        local save_file = file_open("ds18b20_save.lc","w")
+        save_file:write(string_dump(loadstring(save_statement)))
+        save_file:close()
+      end
+      -- end save sensor addreses
+      if lcb then node_task_post(node_task_LOW_PRIORITY, lcb) end
+    end
+  end
+  cycle()
+end
+
+local function read_temp(self, lcb, lpin, lunit, force_search, save_search)
+  cb, unit = lcb, lunit or unit
+  _search(self, function() return conversion(self) end, lpin, force_search, save_search)
+end
+
+ -- Set module name as parameter of require and return module table
+local M = {
+  sens = {},
+  temp = {},
+  C = 'C', F = 'F', K = 'K',
+  read_temp = read_temp, enable_debug = enable_debug
+}
+_G[modname or 'ds18b20'] = M
+return M

README.md

@@ -0,0 +1,17 @@
+# Климатическая камера для брожения
+
+* Объект контроля: Теплоизолированная камера, внутри которой находятся 10 кег с суслом. В каждую кегу непосредственно в жидкость погружен цифровой датчик DS1820.
+* Проблема биологического тепла: В процессе брожения дрожжевые культуры активно выделяют собственное эндогенное тепло, из-за чего сусло внутри кеги греет само себя.
+* Проблема высокой тепловой инерции: Масса сусла в кегах обладает огромной теплоемкостью. Измерять температуру воздуха внутри камеры или управлять нагревом по внешнему датчику воздуха «в лоб» не имеет смысла — это приводит к жестким перелетам температуры, температурному шоку и гибели дрожжей.
+
+## Инженерное решение
+
+   1. Усреднение показаний (Многозонный контроль): Управляющим сигналом для исполнительных механизмов является строго среднее арифметическое значение, собранное непосредственно изнутри всех 10 кег.
+   2. Массивный теплоаккумулятор: Для мягкого сглаживания тепловых волн ТЭН залит в массивный бетонный блок. Это физически предотвращает резкие броски температуры.
+   3. Равномерный промес воздуха (Логика вентиляторов): Чтобы исключить застойные зоны, горячий воздух от бетона должен распределяться равномерно. Вентиляторы обдува включаются с задержкой в 5 минут после старта ТЭНа (когда бетон уже прогрелся) и продолжают работать еще 5 минут после его отключения (выбег для съема остаточного тепла). В режиме принудительного охлаждения обдув включается мгновенно.
+   4. Контроль и зонирование (HTTP): Для контроля ситуации (и на случай разделения камеры перегородками на разные температурные зоны в будущем) устройство поднимает Wi-Fi точку доступа. По адресу 192.168.4.1 в реальном времени выводятся точные данные по каждому «жбану» индивидуально.
+
+## Ключевые аппаратные фичи
+
+* Аппаратная полка безопасности (500 кОм): Вместо стандартного потенциометра на 10 кОм применен номинал 500 кОм. Входное сопротивление АЦП платы Wemos совместно с высоким номиналом резистора создает нелинейный шунтирующий эффект: в последней 1/5 части физического хода ручки график роста напряжения резко замедляется и уходит в горизонтальное насыщение («полку») ровно на отметке 28°C. Это гарантирует, что даже при случайном задевании ручки температура уставки физически не поднимется выше критического для жизни дрожжей порога.
+* Разметка секторов: Управление полностью дискретное, без дисплея. Вокруг ручки нанесена физическая разметка на 7 секторов: 4°C – 8°C – 12°C – 16°C – 20°C – 24°C – 28°C. Крайний правый сектор стабильно удерживает безопасные 28°C.

flash.sh

@@ -0,0 +1,2 @@
+python3 -m esptool --port /dev/ttyUSB0 erase_flash
+python3 -m esptool --port /dev/ttyUSB0 write_flash -fm dio 0x00000 nodemcu-release-10-modules-2026-08-18-07-13-33-integer.bin

init.lua

@@ -0,0 +1,184 @@
+analog_pin = 0
+t = require("DS1820")
+num_readings = 8
+readings = {}
+read_index = 1
+total = 0
+timing = 6000
+ds_pin = 1
+
+pin_ten = 2
+pin_fan = 6
+pin_led_g = 7
+pin_led_r = 5
+
+adc_min = 0
+adc_max = 1023
+steps = {4, 8, 12, 16, 20, 24, 28}
+current_t = 16
+
+hysteresis = 1
+ten_on_time = 0
+ten_off_time = 0
+ten_was_active = false
+
+gpio.mode(pin_ten, gpio.OUTPUT)
+gpio.mode(pin_fan, gpio.OUTPUT)
+gpio.mode(pin_led_g, gpio.OUTPUT)
+gpio.mode(pin_led_r, gpio.OUTPUT)
+
+gpio.write(pin_ten, gpio.HIGH)
+gpio.write(pin_fan, gpio.HIGH)
+gpio.write(pin_led_g, gpio.LOW)
+gpio.write(pin_led_r, gpio.LOW)
+
+if adc.force_init_mode(adc.INIT_ADC) then node.restart() end
+
+for i = 1, num_readings do readings[i] = 0 end
+
+results = {} 
+
+function read_smoothed_adc()
+    total = total - readings[read_index]
+    local raw = adc.read(analog_pin) 
+    readings[read_index] = raw
+    total = total + raw
+    read_index = read_index + 1
+    if read_index > num_readings then read_index = 1 end
+    return total / num_readings
+end
+
+function control_logic(avg_temp)
+    local time_now = tmr.time()
+    local temp_ok = (avg_temp >= (current_t - hysteresis)) and (avg_temp <= (current_t + hysteresis))
+    
+    if temp_ok then
+        gpio.write(pin_led_g, gpio.HIGH)
+        gpio.write(pin_led_r, gpio.LOW)
+    else
+        gpio.write(pin_led_g, gpio.LOW)
+        gpio.write(pin_led_r, gpio.HIGH)
+    end
+    
+    if avg_temp < (current_t - hysteresis) then
+        if gpio.read(pin_ten) == gpio.HIGH then
+            gpio.write(pin_ten, gpio.LOW)
+            ten_on_time = time_now
+            ten_was_active = true
+        end
+        if ten_was_active and ten_on_time > 0 and (time_now - ten_on_time >= 300) then
+            if gpio.read(pin_fan) == gpio.HIGH then
+                gpio.write(pin_fan, gpio.LOW)
+            end
+        else
+            gpio.write(pin_fan, gpio.HIGH)
+        end
+    elseif avg_temp > (current_t + hysteresis) then
+        gpio.write(pin_ten, gpio.HIGH)
+        ten_was_active = false
+        ten_on_time = 0
+        if gpio.read(pin_fan) == gpio.HIGH then
+            gpio.write(pin_fan, gpio.LOW)
+        end
+    else
+        if gpio.read(pin_ten) == gpio.LOW then
+            gpio.write(pin_ten, gpio.HIGH)
+            ten_off_time = time_now
+        end
+        if ten_was_active and ten_off_time > 0 then
+            if (time_now - ten_off_time >= 300) then
+                gpio.write(pin_fan, gpio.HIGH)
+                ten_was_active = false
+                ten_on_time = 0
+                ten_off_time = 0
+            end
+        else
+            gpio.write(pin_fan, gpio.HIGH)
+        end
+    end
+
+    local ten_state = gpio.read(pin_ten) == gpio.LOW and 1 or 0
+    local fan_state = gpio.read(pin_fan) == gpio.LOW and 1 or 0
+    print(string.format("T_cur: %2d C | T_set: %2d C | TEN: %d | FAN: %d | Act: %s", 
+        avg_temp, current_t, ten_state, fan_state, tostring(ten_was_active)))
+end
+
+function readout(temp)	
+    local count = 0
+    local sum = 0
+    for addr, t_val in pairs(temp) do  
+        local short_id = string.format('%02X', addr:byte(8))
+        local t_ceil = t_val
+        if t_val > 1000 then t_ceil = t_val / 10000 end
+        
+        results[short_id] = t_ceil
+        print("Sensor " .. short_id .. ": " .. t_ceil .. " C")
+        
+        sum = sum + t_ceil
+        count = count + 1
+    end
+    if count > 0 then
+        control_logic(sum / count)
+    else
+        print("No sensors found")
+    end
+end
+
+function read_sensors()
+    t:read_temp(readout, ds_pin, t.C)
+end
+
+function start_web_server()
+    wifi.setmode(wifi.SOFTAP)
+    local cfg = {}
+    cfg.ssid = "Thermostat-WiFi"
+    wifi.ap.config(cfg)
+
+    srv = net.createServer(net.TCP)
+    srv:listen(80, function(conn)
+        conn:on("receive", function(sck, payload)
+            local response = {"HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Type: text/html; charset=utf-8\r\n\r\n"}
+            table.insert(response, "<html><head><meta http-equiv='refresh' content='5'></head><body>")
+            table.insert(response, "<h2>Thermostat Status</h2>")
+            table.insert(response, "<p><b>Target Temp:</b> " .. current_t .. " C</p><hr>")
+            
+            for id, temp in pairs(results) do
+                table.insert(response, "<p><b>Tank [ID: " .. id .. "]:</b> " .. temp .. " C</p>")
+            end
+            
+            table.insert(response, "</body></html>")
+            
+            local function send_chunk(sk)
+                if #response > 0 then
+                    sk:send(table.remove(response, 1))
+                else
+                    sk:close()
+                end
+            end
+            sck:on("sent", send_chunk)
+            send_chunk(sck)
+        end)
+    end)
+    print("HTTP Server started on 192.168.4.1")
+end
+
+tmr.create():alarm(2000, tmr.ALARM_SINGLE, function()
+    collectgarbage()
+    start_web_server()
+    
+    sensortimer = tmr.create()
+    sensortimer:register(timing, tmr.ALARM_AUTO, read_sensors)
+    sensortimer:start()
+    
+    adctimer = tmr.create()
+    adctimer:register(300, tmr.ALARM_AUTO, function()
+        local avg_raw = read_smoothed_adc()
+        if avg_raw < adc_min then avg_raw = adc_min end
+        if avg_raw > adc_max then avg_raw = adc_max end
+        local step_index = 1 + ((avg_raw - adc_min) * (#steps - 1)) / (adc_max - adc_min)
+        if step_index > #steps then step_index = #steps end
+        if step_index < 1 then step_index = 1 end
+        current_t = steps[step_index]
+    end)
+    adctimer:start()
+end)

schematic.md

@@ -0,0 +1,37 @@
+# ТЕХНИЧЕСКАЯ СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ
+
+### 1. Аналоговый узел задания температуры (Защитный барьер)
+В качестве регулятора уставки используется потенциометр с высоким номиналом, формирующий нелинейную «полку» насыщения АЦП.
+* **Переменный резистор (500 кОм):**
+  * Левый вывод ➡️ Пин **`3V3`** платы Wemos D1
+  * Правый вывод ➡️ Пин **`GND`** платы Wemos D1
+  * Средний вывод (бегунок) ➡️ Аналоговый пин **`A0`** платы Wemos D1
+  * *Примечание:* Полученный сигнал программно фильтруется в прошивке с помощью 8-кратного скользящего среднего для устранения наводок.
+
+### 2. Измерительный контур сусла (Шина 1-Wire)
+Все 10 герметичных датчиков, погруженных в кеги, подключаются параллельно по топологии «шина».
+* **10 датчиков DS18B20:**
+  * Все красные провода (`VCC` / Питание) ➡️ Пин **`3V3`** платы Wemos D1
+  * Все черные провода (`GND` / Земля) ➡️ Пин **`GND`** платы Wemos D1
+  * Все желтые/белые провода (`DATA` / Данные) ➡️ Цифровой пин **`D1`** платы Wemos D1
+  * **Аппаратное требование:** Между линией `DATA` (пин `D1`) и линией `VCC` (пин `3V3`) необходимо впаять один жесткий подтягивающий резистор номиналом **4.7 кОм**. Без него из-за суммарной емкости длинных проводов от 10 кег шина 1-Wire перестанет читаться.
+
+### 3. Силовая исполнительная часть (Модуль реле Low Level Trigger)
+Блок реле управляется активным низким уровнем (`LOW` / Земля). При подаче логического нуля со стороны Wemos реле щелкает, и на модуле загорается соответствующий светодиод канала.
+* **Реле ТЭНа (залит в бетон):**
+  * Вывод `IN1` (Вход управления 1) ➡️ Цифровой пин **`D2`** платы Wemos D1
+* **Реле Вентиляторов (промес воздуха):**
+  * Вывод `IN2` (Вход управления 2) ➡️ Цифровой пин **`D6`** платы Wemos D1
+* **Питание катушек модуля реле:**
+  * Вывод `VCC` модуля ➡️ Положительный вывод (**`+5В`**) внешнего блока питания
+  * Вывод `GND` модуля ➡️ Минусовой вывод (**`GND`**) внешнего блока питания *(общая земля с Wemos)*
+
+### 4. Панель визуального мониторинга камеры (Светодиоды)
+Светодиоды подключаются через токоограничивающие резисторы и управляются активным высоким уровнем (`HIGH` / 3.3В).
+* **Зеленый светодиод (Температура сусла в норме):**
+  * Анод (длинная ножка) ➡️ Через резистор **220 Ом** на цифровой пин **`D7`** платы Wemos D1
+  * Катод (короткая ножка с плоским срезом) ➡️ Пин **`GND`** платы Wemos D1
+* **Красный светодиод (Идет нагрев / Охлаждение камеры):**
+  * Анод (длинная ножка) ➡️ Через резистор **220 Ом** на цифровой пин **`D5`** платы Wemos D1
+  * Катод (короткая ножка с плоским срезом) ➡️ Пин **`GND`** платы Wemos D1
+  * *Внимание:* Пин `D5` выбран намеренно вместо дефолтного `D8`. Притягивание пина `D8` к высокому уровню во время старта намертво блокирует загрузку процессора ESP8266, переводя его в режим ожидания прошивки. С пином `D5` старт устройства всегда безопасен.