Разработка ПО для управления протравливателем зерна на Raspberry Pi с сенсорным экраном

Компания «Агросепмаш» ищет опытного разработчика для создания программного обеспечения для управления протравливателем зерна. Мы находимся на стадии исследований и разработок (R&D) и планируем производить и продавать это оборудование. Аппаратная часть протравливателя уже разработана и протестирована. Нам необходимо разработать программное обеспечение для управления системой дозирования и другими компонентами через Raspberry Pi с сенсорным дисплеем.

Цель проекта:

Создать надежную и точную систему управления протравливателем зерна, которая обеспечит:

• Точное дозирование протравливающего раствора с поддержанием точности в пределах ±3%.
• Автоматическое управление всеми компонентами системы.
• Удобный и функциональный графический интерфейс пользователя (GUI) на сенсорном экране.
• Возможность обновления программного обеспечения "по воздуху" (OTA) через Wi-Fi.
• Поддержку различных языков интерфейса.
• Систему возобновления работы после аварийного отключения.

Аппаратная часть:

1. Перистальтический насос с шаговым двигателем:

   • Управляется Raspberry Pi Zero WH.
   • Обеспечивает прокачку протравливающего раствора из накопительного бака в канал перемешивания зерна.

2. Импульсный расходомер FM-HL3012:

   • Используется для измерения потока жидкости.
   • Обеспечивает обратную связь для точного дозирования.

3. Асинхронные двигатели:

   • Шнековый перемешиватель зерна:
     • Однофазный асинхронный двигатель на 230 В мощностью 1,5 кВт.
   • Насос перемешивания раствора в баке:
     • Однофазный асинхронный двигатель на 230 В мощностью 0,37 кВт.

4. Управление двигателями:

   • Управление асинхронными двигателями осуществляется через твердотельные реле с опторазвязкой.

5. Система управления:

   • Raspberry Pi Zero WH с сенсорным дисплеем 7" DSI Capacitive Touch Screen (800×480).
   • Все оборудование предоставляется для разработки и тестирования.

Задачи для разработчика:

1. Разработка программного обеспечения для Raspberry Pi:

   • Управление перистальтическим насосом:

     • Реализовать управление шаговым двигателем насоса для обеспечения заданного расхода раствора в мл/мин.
     • Использовать обратную связь от расходомера FM-HL3012 для поддержания точности дозирования (±3%).
     • Разработать алгоритм регулирования (например, ПИД-регулятор) для стабилизации потока жидкости.

   • Управление асинхронными двигателями:

     • Реализовать включение/выключение двигателей шнекового перемешивателя зерна и насоса перемешивания раствора в баке через твердотельные реле с опторазвязкой.
     • Обеспечить безопасное управление высоковольтным оборудованием с соблюдением мер безопасности.

2. Разработка графического интерфейса пользователя (GUI):

   • Создать интуитивно понятный и функциональный интерфейс на сенсорном экране Raspberry Pi.

   • Реализовать следующие функции:

     • Запуск и остановка всех двигателей и насосов.

     • Ввод параметров для создания задачи на протравливание зерна:

       • Поток зерна в т/ч.
       • Необходимый расход химикатов в л/т.

     • Автоматический расчет требуемого расхода раствора в мл/мин.

     • Отображение текущих параметров и состояния системы в реальном времени.

     • Обработка ошибок и аварийных ситуаций с возможностью возобновления работы после отключения.

     • Поддержка разных языков интерфейса.

   • Описание предполагаемого интерфейса доступно.

3. Реализация возможности обновления ПО "по воздуху" (OTA):

   • Обеспечить возможность безопасного и надежного обновления программного обеспечения через Wi-Fi.
   • Реализовать систему уведомлений об обновлениях и статусе обновления.

4. Документирование и качество кода:

   • Программное обеспечение должно быть хорошо задокументировано.
     • Предоставить подробные инструкции по установке, настройке и эксплуатации.
     • Описать архитектуру системы и используемые технологии.
   • Код должен быть структурированным и содержать комментарии для облегчения дальнейшей поддержки и развития.
   • Использовать модульную архитектуру для обеспечения возможности расширения функционала.

5. Тестирование и отладка:

   • Провести тестирование программного обеспечения на предоставленном оборудовании.
   • Обеспечить стабильную и надежную работу системы в различных режимах.