Як прогнати сценарії без куба: тестовий стенд для KC868-A16

A16 беруть під великий щиток: два парогенератори, клапани на кожну фракцію, аварійний контакт на кожен вузол. Саме на такому щитку найбільше станів, яких на живому апараті не викликати навмисне: два баки, один із яких сухий, надтиск на другому парогенераторі, датчик, який мовчить, поки решта шини живе. Стенд з кількома тумблерами й одним датчиком перевіряє на A16 хіба те, що світлодіод біля виходу засвітився.

Ця стаття — стенд, на якому всі шістнадцять входів і шістнадцять виходів A16 задіяні, а плавний нагрів і помпа йдуть так, як вони підуть у клієнта — через плату розширення, бо власних плавних виходів у A16 немає. Перша половина — що потрібно і куди підключити, клема за клемою. Друга — методика прогону кожного сценарію з тим, що саме має показати контролер.

Стенд для молодшої плати описаний окремо; тут — те, чим A16 відрізняється, і повна розкладка під неї.

Що стенд має вміти#

Прошивка бачить залізо як типи інтерфейсів (interface_type у rb_environment_parts.h), і стенд імітує саме їх. На A16 два з них інші, ніж на A6, а один відсутній:

Стани, які стенд має давати окремо від значення: «нема даних» — для 1-Wire і Modbus прошивка ловить його сама через 15 с без вдалого читання (RB_SENSOR_STALE_S), тож потрібен вимикач у лінії DQ і спосіб «вимкнути» Modbus-пристрій; обрив і конфлікт — аналогові й сухі входи на збій не перевіряються (read_value()), обрив датчика 4–20 мА — це 0 В на клемі, і ловити його має умова «Безпека» скрипта.

Що потрібно#

Живлення й захист#

Про клеми 12/24V окремо: їх дві, по одній на колодку 1–8 і 9–16, і незапитана колодка виглядає робочою — світлодіоди каналів світяться, а на клемах нуль (стаття про виходи). На стенді обидві йдуть від блока навантажень через грибок.

Імітатори входів#

Навантаження виходів#

Шини#

Інструменти#

Мультиметр, кабель USB-C, ноутбук із панеллю oCBot, симулятором Modbus і терміналом до емулятора, маркер для ферул.

Як підключити#

Правило те саме, що на A6: між платою і імітатором — клемник на DIN, на клемнику й на обох кінцях дроту — ферула з номером клеми плати. На A16 це ще важливіше: 36 сигнальних дротів, і без номерів стенд перекомутовується довше, ніж збирається.

Виходи 1–16: ключ у плюсі#

Увімкнений канал подає на Yn те, що на клемі 12/24V його колодки; навантаження — між Yn і шинкою GND. Струм на канал без заміру не називаю, тому все, що більше за ампер, — через авто-реле (стаття про виходи).

Нагрівальний блок — «куб» стенда: 135 г алюмінію при 40 Вт гріються на 0,33 К/с, тобто від кімнатної до 80 °C за три хвилини, і вентилятор за стільки ж повертає назад. Термостат затирання проходить паузи в реальному часі, а не в уяві. Другий отвір блока — під датчик, який ніколи звідти не виймається і стоїть в умові «Безпека» термостата як аварійний на 110 °C: патрон без нагляду за десять хвилин зіпсує DS18B20 (межа +125 °C).

PCA9685: плавний нагрів і помпа#

На A16 нагрівач на власному виході плати регулюється лише «увімкнено / вимкнено» (IT_RELAY_OUTPUT у rb_environment.cpp); часо-пропорційний режим — тільки на каналах плати розширення. Тому стенд A16 без PCA9685 не перевірить ані плавного ТЕНа, ані помпи браги в ББК, яка на A6 сидить на DA-2.

Гребінку на майданчики I²C припаяти; адреси 0x21, 0x22, 0x24, 0x25 зайняті платою, PCA9685 на 0x40 сідає без конфлікту (стаття про шини). Плата в Плати та шини — ШІМ PCA9685 — 16 каналів (I2C), її канали в oCBot — інтерфейс board_0.

Чому буфер обов'язковий і що буде без нього — окрема стаття.

Входи 1–16: сухі контакти#

Тумблер між INn і GND тієї самої колодки (у кожної своя GND). Живить плата, близько 5 мА при 12 В, полярності немає; індикаторів на входах немає — спрацювання видно лише в Периферії (стаття про входи). Розкладка — під два парогенератори одразу, бо на A16 їх ставлять два:

Тумблер увімкнено = замкнуто = «мокро» / «тиск є». Інверсію під нормально замкнутий контакт вмикайте в налаштуваннях периферії, як це зробить клієнт, а не дротами.

Аналогові 1–4#

Дільник 5,1 / 10 кОм уже на платі, клема чекає 0–5 В, лінійна ділянка — до ~3,7 В на клемі (стаття про входи).

Витрата, л/хв = імпульси/с ÷ (імп/л ÷ 60): для збірки ББК з 400 імп/л — 6,67 Гц на 1 л/хв, поріг 0,5 л/хв — 3,3 Гц.

HT1–HT3: температура#

Три окремі шини 1-Wire з підтяжкою 4,7 кОм на платі; шина 0 в oCBot — це HT2, а не HT1 (стаття про шини). На стенді три роз'єми — три різні ролі:

Емулятор — скетч на бібліотеці OneWireHub (приклад DS18B20 у ній є, адреси задаються в коді), а не готовий прилад. Його ціна — пів години і плата за кілька доларів; його цінність — температура «верху колони» стає числом, набраним у терміналі.

RS485#

Клеми A, B над аналоговими входами; автонапрям, rts = -1, 9600, термінатор 120 Ом на платі — другий вмикається перемичкою на USB-перехіднику, модуль PT100 посередині лишається без нього. Третій дріт GND — на шинку землі (стаття про шини).

UART під RS485 один: вузол для іншого oCBot не може водночас опитувати власний частотник. Мультиконтролерність на стенді перевіряється з другим контролером, не з симулятором.

Ethernet#

Патч-корд у гніздо, другий кінець — у світч на столі. Прошивка при старті спочатку пробує дріт, за 10 с без лінку переходить на Wi-Fi. Пастка: після кнопки RESET, esptool чи OTA мікросхема LAN8720 не скидається і дріт не піднімається — лише зняття живлення (чому — у статті про шини). На стенді для цього є окремий вимикач 12 В плати на верхній рейці: перевірка «OTA → Wi-Fi → вимкнув-увімкнув → дріт» входить у чек-лист.

Як розташувати#

Монтажна плита 500×500 мм із трьома DIN-рейками і лицьова панель 500×250 мм на петлях знизу. Панель — усе, що клацається; плита — усе, що підключається.

Три рейки#

1. Верхня — живлення. Автомат і ПЗВ секції 220 В, блок плати з окремим вимикачем (для перевірки Ethernet), блок навантажень, запобіжники, грибок. Силове зліва, слабкострумове справа, 50 мм порожньої рейки між ними.
2. Середня — контролер і все, що з ним по шині. A16 посередині на DIN-адаптері; ліворуч — PCA9685 з ULN2803 на каретці й три твердотілки на спільному радіаторі; праворуч — модуль PT100, USB-перехідник RS485 у тримачі, світч. Кабель I²C до PCA9685 — не довше 20 см.
3. Нижня — клемники. Два ряди: лівий — 16 входів + 4 аналогові + три шини датчиків, правий — 16 виходів + обидві 12/24V. Над правим рядом — індикаторна планка на 16 виходів, над лівим — два авто-реле в колодках.

Лицьова панель#

Кольори — ті самі, що в прошивці: помаранчевий у рівнів, пурпуровий у тиску, золотий у помпи й витрати, блакитний і бірюзовий у води, червоний у нагріву — так пофарбовані картки в збірках пісочниці. На панелі й на екрані один колір для однієї речі.

Підпис кожного органа у два рядки: назва периферії як у Периферії («ПГ2 · води · низ») і клема («IN4»). Нагрівальний блок — на кронштейні збоку від плити з боку зони температури, вентилятором назовні.

Кабелі#

• Жили: червона — +12 навантажень, чорна — GND, синя — сигнали IN і аналог, біла — DQ 1-Wire, жовта/зелена — RS485 A/B, коричнева й синя 1,5 мм² — тільки в секції 220 В.
• Панель до клемників — джгутом на трьох пружинних роз'ємах по 12 контактів: 16 входів, 4 аналогові й 5 датчикових ліній, решта — резерв. Панель знімається без викрутки.
• Сигнальні й силові джгути по різних боках плити, перетин під прямим кутом; RS485 і Ethernet — подалі від авто-реле й соленоїда.
• Ферули з номерами клем на обох кінцях кожного дроту.

Методика прогону#

Еталон — збірки з пісочниці: «Затирання зернових», «Затирання на ферментах», «ББК». Периферію на стенді створюйте з тими самими назвами й кольорами. Дві поправки під A16: нагрівачі збірок сидять на relays каналах 0–1 — це Y1 і Y2; помпа браги в збірці ББК — analog_outputs, яких на A16 немає, тож на стенді вона на board_0 каналі 2 (PCA9685).

Загальні правила:

1. Перед сценарієм — усі тумблери вниз, потенціометри на нуль, емулятор на 25 °C, грибок відпущений, обидві 12/24V під напругою (індикатор на планці загоряється при ручному вмиканні будь-якого виходу з обох колодок).
2. Тумблер рівня → стан у Периферії через 2 с (антидребезг типу «Рівень» за замовчуванням, rb_default_debounce_ms); кнопка — 50 мс.
3. DQ вимкнули — попередження на картці через 15 с.
4. Стадії й аварії названі так, як у коді, — так вони в журналі.

Керування нагрівом: релейні й плавний разом#

«Керування нагрівом» (sk_heater) розкладає задану потужність: релейні елементи — цілком, від найбільшого; рівні за потужністю міняє місцями кожні cycle_period_s (60 с); плавний елемент добирає решту. На A16 плавний — лише на PCA9685.

Четвертий рядок — головна перевірка A16: саме тут клієнт очікує плавності й не отримує її. Стенд має показувати це до релізу, а не служба підтримки — після.

Термостат і затирання#

«Затирання зернових»: датчик затору — DS18B20 у блоці (шина 0), ТЕНи — Y1 (патрон) і Y2 (лампа), мішалка — Y15. Єдиний сценарій, що йде на стенді замкнутим контуром: ключ гріє блок, датчик бачить, термостат (sk_temp, режим 0) вимикає при target + hyst і вмикає при target − hyst.

«Затирання на ферментах» додає спуск — термостат у режимі охолодження з клапаном сорочки на Y4: після розрідження при 63 °C сценарій вмикає вентилятор і чекає 58 °C; на блоці це близько хвилини.

Рівень води: два баки#

«Рівень води» (sk_water_lvl): пара датчиків OFF (мокрий → стоп подачі) і ON (сухий → пуск). На A16 два екземпляри одночасно: бак 1 — IN1–IN3 і Y3, бак 2 — IN4–IN6 і Y6.

stateDiagram-v2
    [*] --> filling: старт, датчик ON сухий
    filling --> full: датчик OFF мокрий
    full --> filling: датчик ON знову сухий
    filling --> sensor_conflict: мокрий вище сухого
    full --> sensor_conflict: мокрий вище сухого
    sensor_conflict --> filling: конфлікт зник
    filling --> error_missing_sensor: обраний датчик не привʼязаний

Сухий хід і переповнення — умови з затримкою у вкладці Безпека (alarm_delay_s): «низ < 0,5 через 30 с» — опустити тумблер і тримати: на 29-й секунді ще ні, на 30-й аварія. «Лише після норми» — порожній бак на старті аварією не є, поки не був мокрим.

Тиск пари й парогенератор: два одночасно#

«Тиск пари» (sk_steam_press): boost до першого досягнення, hold (power_idle) поки тиск є, work після падіння; датчик — контакт pressure-ready, аналог pressure-main або temp-main проти boil_temp (98 °C, гістерезис 2). «Парогенератор» (sk_steam_gen) дозволяє гріти лише при full від рівня.

Останні три рядки — те, заради чого на A16 два баки: аварія одного парогенератора не чіпає другого. Якщо чіпає — це помилка привʼязок (спільний датчик або спільний ТЕН у двох скриптах), і саме її стенд ловить.

ББК: сім стадій на A16#

Збірка «ББК» на стенді: верх і низ колони, папуга, вода з дефлегматора, парогенератор — на емуляторі (шина 1); тиск у колоні — потенціометр 1; витрата — генератор на клемі 2; помпа браги — board_0 канал 2 з вентилятором; ТЕНи — Y1, Y2; вода — Y3, Y4; рівні й тиск — ПГ1.

flowchart TD
    A["Перевірка цілісності колони<br>пауза, чекає «Готово»"] --> B["Наповнення парогенератора"]
    B -->|"рівень full"| C["Розігрів: максимум ПГ,<br>поки верх колони нижчий за steam_warmup_temp"]
    C -->|"таймаут"| X1["warm_st_gen_timeout"]
    C --> D["Стабілізація: розкид верху до 2 °C<br>у вікні 20 показів, не менше 30 с"]
    D -->|"10 хв"| X2["col_stab_timeout"]
    D --> E["Помпа браги 60 с<br>на стартовій потужності"]
    E --> F["Дистиляція: помпа ±1 % за період<br>за міцністю папуги"]
    F -->|"витрата нижча за min, ABV нижчий за 1"| G["Завершення: вода ще 2 хв"]
    F -->|"витрата нижча за min, помпа вища за min"| X3["wort_filter_is_clogged"]
    F -->|"помпа на межі, ПГ на межі"| X4["abv_too_high або abv_too_low"]
    F -->|"помпа на межі, ПГ не на межі"| D

Таймаути ганяються з малими значеннями параметрів.

Вісім контурів охолодження#

На A16 є куди повісити всі вісім sk_cooling_1…8: клапани Y7–Y14. Кожен тримає свій supply-loop на cool_power, поки працює. Що перевіряється саме тут: старт восьми скриптів поспіль — вісім індикаторів; стоп одного — гасне лише його; термостат у режимі охолодження з cool-main на контурі 3 — клапан Y9 ходить за гістерезисом емулятора, решта не рухається.

Мішалка, міцність, E16#

• Мішалка (sk_mixing) на Y15 — режим 0, увімкнено на час роботи. На частотнику-симуляторі: завдання в 0x044D, пуск у 0x0328; біт «працює» в 0x04C4 виставте в симуляторі вручну, інакше картка покаже «стоп».
• Міцність (sk_abv): папуга з емулятора, тиск з потенціометра 1, атмосферний — віртуальний. Три точки — 78,5, 85 і 95 °C при нульовому надлишковому — проти калькулятора «Міцність за температурою пари» з рядка «Порахувати» під статтею (як він рахує). Розбіжність понад 1 % об. — тиск не відкалібровано на нуль.
• Блок E16, якщо є: Y16 → K16, реле 16 блока → індикатор. Для прошивки нічого не змінюється, перевірка одна — реле блока повторює Y16.

«Нема даних», блокування, мережа#

Чек-лист прогону перед релізом прошивки#

1. Ротація ТЕНів через 60 с; ТЕН на Y5 — лише увімк/вимк; часо-пропорційний на PCA9685 — 3 с / 7 с при 30 %.
2. Термостат на блоці: три паузи, гістерезис ±0,5 °C.
3. Рівень: комбінації з таблиці на обох баках незалежно.
4. Два парогенератори: аварія одного не зупиняє другого.
5. ББК: сім стадій і чотири аварії; помпа на PCA9685.
6. Вісім контурів охолодження незалежні.
7. Протухання: датчик, шина, порожній роз'єм, Modbus — по 15 с; блокування виходів.
8. Ethernet: після OTA — Wi-Fi, після зняття живлення — дріт.
9. Незапитана колодка 12/24V: індикатори світяться, навантаження мертве — переконатись, що стенд це показує, бо клієнт саме так і помилиться.
10. Перезавантаження під час роботи: усі 16 виходів вимкнені до старту прошивки, сценарії не стартують самі.

Кожен пункт — рядок у журналі релізу з версією й датою. Не пройшов — стоп реліз.

Куди рости: замкнута модель апарата#

Стенд ганяється руками — і для методики це правильно. Наступний крок — коли емулятор читає виходи плати через оптопари (у A16 їх 16, і на планці вже є всі сигнали) і сам піднімає «температуру», поки горить ключ ТЕНа, і «рівень», поки відкритий клапан. Тоді обидва парогенератори й ББК проходять усі стадії без оператора на кожну збірку прошивки. Коду для цього поки немає; стенд із цієї статті для нього готовий — усі сигнали на клемниках.

Суміжні статті#

• Контролер Kincony KC868-A16 — огляд плати й серія про кожен вузол, звідки взяті числа для стенда.
• Тестовий стенд для KC868-A6 — молодша плата: реле й власні плавні виходи, один парогенератор.
• Твердотілки на платі розширення — чому на A16 без PCA9685 і буфера плавного нагріву не буде.
• Пісочниця на demo.the.in.ua — еталонні збірки, які стенд відтворює в залізі.