weighing-controller/PROJECT_KNOWLEDGE.md

PROJECT_KNOWLEDGE.md — Весовой контроллер ESP32

Последнее обновление: 2026-05-03
Автор: Алексей (admin@zeroday.su)

Назначение проекта

ESP32-based весовой контроллер для автомобильной грузовой платформенной весовой системы.
Индикатор: Zemic TITAN 9 (основан на Zemic A12E). Грузоподъёмность платформы — до 50 тонн.

Задачи контроллера:

• Приём данных весов по RS232 (через MAX3232 → Serial2)
• Передача данных на сервер по MQTT over Ethernet (W5500)
• Управление светофором (2-канальное реле: красный / зелёный сигнал)
• Локальный веб-интерфейс на ESP32 (статус + IP)

---

Стек технологий

Железо (Hardware)

Компонент	Модель	Примечание
МК	ESP32 Dev Module	Arduino IDE, ESP32 core 3.x (Espressif)
Ethernet	W5500 зелёный, компактный 3.3V	Первый синий модуль был дефектный (RJ45 трансформатор не работал)
RS232 → TTL	MAX3232	Для согласования уровней 12V RS232 и 3.3V ESP32
RTC	DS3231	Обнаружение нестабильное — требует инициализации до ETH.begin()
Реле	2-канальный оптоизолированный модуль	Управление через BC547 транзисторы
Питание	5V 2A PSU

Подключение W5500 → ESP32

W5500	ESP32 GPIO	Примечание
MOSI	GPIO 23	На модуле MOSI/MISO физически перепутаны — компенсировано в прошивке
MISO	GPIO 19	(MISO/MOSI swapped на плате)
SCK	GPIO 18
CS	GPIO 4	GPIO5 — strapping pin, вызывал конфликты SPI при инициализации
RST	GPIO 26
INT	GPIO 27	Не используется

Подключение MAX3232 → ESP32

MAX3232 (TTL сторона)	ESP32 GPIO
TX (TTL out)	GPIO 16 (RX2)
RX (TTL in)	GPIO 17 (TX2) — не используется
VCC	3V3
GND	GND

Подключение весов Zemic TITAN 9

DB25 пин весов	Куда
Пин 2 (TXD)	MAX3232 RX (RS232 сторона)
Пин 7 (GND)	Общий GND

Реле (управление светофором)

GPIO ESP32	Реле	Сигнал
GPIO 32	Канал 1	Красный
GPIO 33	Канал 2	Зелёный

---

Прошивка (Firmware)

Файл: firmware/scales_controller.ino

Библиотеки:

• ETH.h — нативная библиотека ESP32 core 3.x (Espressif) для W5500
• NetworkClient, NetworkUDP — из ESP32 core 3.x
• PubSubClient (Nick O'Leary) — MQTT клиент
• ArduinoJson (Benoit Blanchon) — сериализация JSON
• RTClib — DS3231 RTC

Ключевые параметры прошивки:

// Ethernet SPI
#define ETH_SPI_SCK   18
#define ETH_SPI_MISO  19  // Физически MOSI на плате (swapped!)
#define ETH_SPI_MOSI  23  // Физически MISO на плате (swapped!)
#define ETH_PHY_CS    4   // Не GPIO5! (strapping pin)
#define ETH_PHY_RST   26
#define ETH_PHY_IRQ   27

// UART (весы)
#define SCALES_BAUD   9600  // P3 в меню весов

// Реле
#define RELAY_RED_PIN    32
#define RELAY_GREEN_PIN  33

// MQTT (тестовая фаза)
const char* MQTT_HOST = "77.222.43.248";  // или scales.zeroday.su
const int   MQTT_PORT = 1884;             // plain MQTT
const char* MQTT_USER = "esp32";
const char* MQTT_TOPIC = "scales/weighing/event";

Порядок инициализации в setup() (критично!):

1. Wire.begin(21, 22) → DS3231 RTC
2. SPI.begin(SCK, MISO, MOSI) → W5500
3. ETH.begin(...) → Ethernet
4. mqttClient.setServer(...) → MQTT
5. Serial2.begin(9600, ...) → RS232 от весов

---

Сервер (Backend)

Сервер: scales.zeroday.su
IP: 77.222.43.248
ОС: Ubuntu 24
Директория проекта: /var/www/scales/

Структура директории

/var/www/scales/
├── server.js        # Node.js Express + WebSocket + MQTT subscriber
├── public/
│   └── index.html   # Дашборд (реальное время, история, светофор, график)
├── node_modules/
└── package.json

Стек сервера

Компонент	Версия / Конфиг
Node.js	LTS
Express	HTTP + WebSocket (ws)
MQTT клиент	mqtt (npm)
PM2	Процесс: scales (id=13), порт 3016
Mosquitto	MQTT broker, конфиг: /etc/mosquitto/conf.d/acs.conf
nginx	Reverse proxy + SSL termination
SSL	Let's Encrypt (certbot), домен scales.zeroday.su
PostgreSQL	Установлен, для будущей персистентности (пока in-memory)

Переменные окружения (server.js)

const PORT = 3016;
const MQTT_BROKER = 'mqtt://localhost:1883';
const MQTT_USER = 'scales-server';
// MQTT_PASS — хранится в server.js, не публикуется
const MQTT_TOPIC = 'scales/weighing/event';
const MAX_HISTORY = 100;  // событий в памяти

MQTT Конфигурация

Файл: /etc/mosquitto/conf.d/acs.conf

listener 1883 127.0.0.1    # для Node.js бэкенда
listener 1884 0.0.0.0      # для ESP32 (plain, тестовый)
allow_anonymous false
password_file /etc/mosquitto/passwd

Пользователи MQTT:

Пользователь	Роль
esp32	ESP32 контроллер (publisher)
scales-server	Node.js backend (subscriber)

Пароли хранятся в /etc/mosquitto/passwd, в документацию не включаются.

nginx

• HTTPS → порт 3016 (proxy_pass)
• WebSocket upgrade: Upgrade $http_upgrade; Connection "upgrade"
• MQTTS stream proxy: порт 8883 → localhost:1883 (запланировано, настроено в nginx stream)

Конфиг: /etc/nginx/sites-available/scales.zeroday.su
Stream: nginx.conf (stream блок в конце)

REST API (server.js)

Endpoint	Метод	Описание
/api/status	GET	Статус MQTT, uptime, последнее событие
/api/history	GET	Последние 100 событий взвешивания
WebSocket /	WS	Реалтайм события + инит состояния

---

Формат данных весов

RS232 строка от TITAN 9 / A12E

ww000.000kg  — брутто
wn000.000kg  — нетто
wt000.000kg  — тара

ASCII, 9600 бод, 8N1.

MQTT JSON payload

{
  "device_id": "scales_01",
  "timestamp": "2026-03-27T16:35:25Z",
  "weight_kg": 15420.5,
  "weight_raw": "ww015420.500kg",
  "stable": true,
  "plate": null
}

Топик: scales/weighing/event, QoS: 1, Retain: false.

---

Параметры весов Zemic TITAN 9

Параметр	Назначение	Нужное значение
P3	Скорость RS232	9600 (по умолчанию)
P4	Формат вывода	Стандартный ww000.000kg
P5	Режим передачи	3 (передача при стабильном весе) — НЕ НАСТРОЕН

Пароль сервисного меню: 1

---

Текущий статус проекта (на 2026-05-03)

✅ ESP32 инициализирует W5500 и подключается к MQTT
✅ Backend задеплоен, дашборд работает на https://scales.zeroday.su
✅ MQTT авторизация настроена
✅ Relay логика реализована в прошивке
❌ Весы не передают RS232 — параметр P5 = "нет передачи" (не изменён)
❌ DS3231 обнаруживается нестабильно
⏳ MQTTS (порт 8883) настроен в nginx, но не активирован в прошивке

---

Контакты и ресурсы

• Zemic support (настройка P5): +7 (472) 277-71-19
• Репозиторий: https://git.zeroday.su/admin/weighing-controller
• Дашборд: https://scales.zeroday.su