Разработка приспособления для хранения овощей зимой + Telegram бот. 
Краткое описание.

Когда говорят о полезной пище, то в первую очередь упоминают овощи. Их польза для организма и роль в пищеварении и обменных процессах очень высока. Все это становится особенно актуально зимой.

Проект актуален, так как большинство российских семей делают запасы овощей на зиму, но не имеют подходящего места для их хранения. Мы выяснили этот факт путем проведения опроса среди своих одноклассников при помощи сервиса Google Forms.

Было решено разработать специальное приспособление для хранения запаса овощей зимой на не отапливаемом балконе, лоджии или веранде.

В качестве емкости для хранения решено использовать старый неработающий холодильник, потому что он изначально имеет отличную теплоизоляцию и весьма большой внутренний объем при незначительных габаритах. В качестве нагревателя решено использовать сушилку для обуви потому что она компактная, безопасная, маломощная – всего-то 15 Вт.

Система автоматики для поддержания заданной температуры внутри холодильника разработана на платформе ESP32. Для нее были подобраны электронные компоненты, позволяющие решить поставленную задачу, и написана управляющая программа.

Отличительной особенностью приспособления является возможность удаленного мониторинга состояния приспособления через Интернет. Связь с сетью Интернет выполнена при помощи WiFi-модуля, встроенного в микроконтроллер ESP32. С его помощью выполняется подключение к сети Интернет и соединение с платформой Telegram, где создан специальный Telegram-бот, через чат которого и создается интерфейс удаленного контроля и управления приспособлением. 

В результате работы над проектом удалось разработать простое, недорогое, безопасное, вместительное, но одновременно компактное приспособление, что говорит о практической значимости работы. 

Итак, разработанное приспособление 

• поддерживает заданную положительную температуру внутри себя при отрицательной температуре снаружи (режим нагревателя);
• в зеркальном режиме работы при высокой температуре снаружи поддерживает более низкую температуру внутри себя (режим охлаждения);
• имеет достаточно большой объем, обеспечивая хранение значительного количества овощей;
• является весьма дешевым;
• является пожаро - и электробезопасным.

Общий алгоритм работы системы следующий. Данные с термистора поступают на аналоговый вход платы ESP32, где проводится цифровая фильтрация, и по специальной математической формуле по ним рассчитывается температура, после чего выводится на индикатор. Одновременно выполняется проверка условия включения нагревателя и если оно выполняется - реле включается. Также проверяется достижение критического порога и если он достигнут - включается звуковая и световая сигнализация, а также отправляется тревожное сообщение хозяину через Telegram-бот. При нажатии кнопок система переходит в режим простейшего меню, в котором можно установить пороговое значение температуры и выбрать режим работы. 

При разработке программы для микроконтроллера особое внимание уделено: 

• устранению эффекта дребезга кнопок управления;
• цифровой фильтрации считываемых с аналогового входа данных;
• вычислению температуры  по специальной математической формуле, переводящей показания с аналогового входа в градусы Кельвина, а затем в градусы Цельсия;
• организации меню при помощи кнопок;
• организации взаимодействия с Telegram-ботом в том числе при помощи меню.

При написании программы использовались не только простые операторы, но так же функции, прерывания, классы (библиотеки), массивы. 

Кроме того программа построена на принципах многозадачности. Отдельные потоки организуются при помощи прерываний от аппаратного таймера.

Мы активно использовали принципы модульного и объектно-ориентированного программирования и написали несколько собственных классов (библиотек). Объекты «кнопка», «термистор» и «светодиод/реле» у нас реализованы классами.. Также  мы активно использовали сторонни библиотеки для работы с WiFi-сетью, Telegram-ботом, энергонезависимой памятью, семисегментным индикатором. 

При сборке приспособления основной упор был сделан на соблюдении пожаро- и электробезопасности.  Приспособление собрано в двух корпусах. В качестве первого корпуса используется стандартная электромонтажная установочная коробка. Входной провод со стандартной вилкой включается в розетку 220 В. Реле по управляющим сигналам от платы ESP32 коммутирует входное напряжение на стандартную выходную розетку.

Второй корпус спроектирован в программе «Компас-3D» и напечатан на 3D-принтере. Корпус сделан под размер макетной платы из стеклотекстолита, на которой спаяны при помощи паяльника все электронные компоненты. Такой вариант весьма эстетичен. На крышку корпуса выведен семисегментный светодиодный индикатор, кнопки управления светодиод и пьезоизлучатель тревожной сигнализации. Термистор выведен наружу корпуса. Крепятся оба корпуса к корпусу холодильника с внешней стороны. Термист заведен внутрь.

Приспособление установлено в нашем доме на веранде, и реально использовалось для хранения овощей прошедшей зимой и доказало свою работоспособность и полезность.