W gospodarstwie, a także w prywatnym domu lub warsztacie, garażIstnieje wiele procesów związanych ze zmianą temperatury i możliwą reakcją na te zmiany. Ponadto reakcje mogą być dość zróżnicowane i zależne od czasu i kalendarza. Może to być „starszy brat”, który zajmie się akwarium-terrarium lub złożoną obróbką cieplną krok po kroku w piecu wysokotemperaturowym, kontrolą systemu ogrzewania i wentylacji w domu i po prostu dzwoniąc do instytucji edukacyjnej.
Rozwiązanie problemu nie jest trudne przy użyciu projektanta radia opartego na mikroprocesorze. Na przykład oferowane przez Masterkit.
Najważniejsze cechy urządzenia.
Kontrola timera:
Włącz ładunek w określonym czasie
Zarządzanie obciążeniami dla określonych dni tygodnia, dni w miesiącu lub wybranych miesięcy.
Kontrola temperatury (kontrola temperatury):
Zarządzanie jako cooler
Kontrola grzałki
Dźwięk budzika + światło (podświetlenie wyświetlacza).
1. Liczba podłączonych czujników temperatury: 32.
2. Nielotny zegar czasu rzeczywistego (pełny kalendarz uwzględniający lata przestępne).
3. Zapisz wszystkie ustawienia w nieulotnej pamięci. Kontynuacja prawidłowego działania programu w przypadku tymczasowego odłączenia od sieci.
4. Wyniki:
a) optoizolowana kaskada do podłączania triaków mocy (opcjonalnie - na płycie są już 4 transoptory, można dodać 8 dodatkowych w celu sterowania zewnętrznymi kaskadami zasilania na tyrystorach / triakach)
b. wyjścia logiczne o maksymalnym prądzie 10 mA.
5. Zdalne sterowanie termostatem przez port COM - komputer za pomocą specjalnie opracowanego oprogramowania.
7. Wskazanie: 2-liniowy 16-znakowy wyświetlacz LCD z możliwością programowego sterowania kontrastem i jasnością podświetlenia.
8. Sygnalizacja dźwiękowa przez wbudowany mikrofon.
Schemat urządzenia przedstawiono poniżej.
Opis obwodu
Termostat oparty jest na mikrokontrolerze Atmel Mega32. Do portów wejściowych i wyjściowych są podłączone: tekstowy 2-liniowy wskaźnik, układ zegara czasu rzeczywistego DS1307, sterownik poziomu MAX232IN i opto-simy. Blok klawiatury jest wykonany jako oddzielna tablica. Naciśnięty kod klucza jest dekodowany przez przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC) sterownika.Ponadto ADC monitoruje stan zapasowej baterii zegarka. Stabilizator napięcia wykonany jest na układzie LM7805. Czujniki temperatury DS18B20 są połączone za pomocą protokołu 1-przewodowego. Jasność podświetlenia jest regulowana za pomocą przełącznika tranzystorowego. Używając miniaturowego głośnika podłączonego przez kondensator izolacyjny i rezystor gaszenia do portu kontrolera, urządzenie może emitować sygnały dźwiękowe.
Wydajność obwodu zapewnia wewnętrzny program mikrokontrolera. Podczas uruchamiania program analizuje 1-przewodową magistralę i inicjuje „zarejestrowane” czujniki temperatury do 12-bitowego trybu konwersji termicznej. Następnie inicjowane są wszystkie inne bloki (wskaźnik tekstowy, port RS232, układ zegara). Po inicjalizacji system wchodzi w tryb głównej pętli. W tym trybie następuje ciągłe przetwarzanie zaktualizowanych informacji z zegara, czujników, a także przegląd stanu przycisków sterujących. Ponadto proces odpowiedzialny za kontrolę timera jest ciągle uruchomiony.
Urządzenie oferowane jest w postaci zestawu elementów radiowych z płytkami obwodu drukowanego, między innymi - mikrokontrolera z programem. Strukturalnie zmontowany termostat-zegar wygląda jak moduł objętościowy złożony z trzech płyt. Na największej „płycie głównej”, na metalowych stojakach na śruby, zainstalowane są dwie dodatkowe płyty - wskaźnik i klawiatura.
Co zostało wykorzystane.
Narzędzia
Zestaw narzędzi do instalacji radiowej, lutownica z akcesoriami, multimetr. Przydała się układanka z biżuterią. Małe narzędzie stołowe. Coś do wywiercenia otworów oraz wierteł. Używany klej topliwy. Suszarka budowlana do pracy z rurkami cieplnymi. Lutownica o mocy około 60 watów do lutowania strukturalnego. W niektórych miejscach przydało się wiertło, mały palnik gazowy i śrubokręt.
Materiały
Sam projektant radia. Elementy radiowe dla elektroniczny klucze, zasilacz, również używane kawałki folii do płytek drukowanych, różne rury cieplne, drut montażowy, łączniki. Blacha stalowa ocynkowana na przedni panel, kawałek pleksi. Dostęp do komputera z drukarką.
Początkowo moduł był używany jako urządzenie sterujące ogrzewaniem podłogowym w mieszkaniu miejskim.
Cały ogrzewany obszar (korytarz, kuchnia, łazienka z toaletą) składał się z czterech niezależnych grzejników. „Cienkie ciepłe podłogi” ułożono w warstwę kleju do płytek. Wraz z każdą siecią grzewczą zamurowano cyfrowy czujnik temperatury DS18B20. Wszystkie przewody zostały umieszczone w dedykowanej szafce w kuchni. Oto niektóre elementy elektryczne niezwiązane z ogrzewaniem podłogowym - urządzenie do płynnego włączania lamp halogenowych w łazience (jak w teatrze, bez nich miały bardzo niskie zasoby), RCD kotła. Jednostka sterująca została wyposażona w klucze triakowe na potężnych grzejnikach, zasilacz. Szafka miała dwa kratki wentylacyjne i drzwi z zamkiem.
Powyżej obwód jednego z kluczy triaka. Zalecane jest stosowanie obwodów RC pokazanych na rysunku, połączonych równolegle z tyrystorami, aby poprawić ich właściwości dynamiczne. Najmniejszy rezystor z zakresu odpowiada obciążeniu rezystancyjnemu, a większy - indukcyjnemu. Równolegle obciążenie zostało włączone przez neonową żarówkę. Umieszczony na widoku, bardzo wygodny podczas ustawiania i monitorowania pracy.
We wsi termostat z zegarem został przeniesiony do obudowy ze starej jednostki systemowej komputera. Głównym polem jego działalności jest kontrola elementów grzejnych w piecu. W tym czasie często musiałem wyjeżdżać na kilka dni, w tym zimą. Ogrzewanie w domu proces jest bardzo obojętny - pierwsze półtora do dwóch dni po przybyciu musiało zamarznąć.Automatyczna kontrola ogrzewania elektrycznego wewnątrz pieca, uniknęła tego, przy rozsądnym zużyciu energii elektrycznej.
Ponieważ jednostka sterująca znajdowała się na ulicy - w niedokończonej piwnicy domu, obudowa została zaizolowana, a jeden z kanałów został załadowany niewielką grzałką o mocy kilku watów z 5 watowych rezystorów drutowych w prostokątnej obudowie ceramicznej (strzałka na zdjęciu). Utrzymywali wewnątrz obudowy kilka stopni powyżej zera. Do przełączania grzejnika zastosowano mały stycznik.
Po pewnym czasie taki tryb pieca nie był już potrzebny, a jednostka sterująca została zmodernizowana do użytku w. Usunięto izolację obudowy, moduł przeniesiono do jednej ze ścian, aby można było z niego wygodnie korzystać z zewnątrz. Usunięto stycznik, dodano mocny klucz tyrystorowy dla jednego kanału - sterowanie nagrzewnicą. Reszta kluczy ma małą moc, ich obciążenie jest niewielkie - wentylatory i ewentualnie dodatkowe oświetlenie (sadzonki).
Moduł sterujący jest zdemontowany na osobne tablice, wszystkie są zamocowane na tej samej płaszczyźnie za pomocą stojaków, dzięki czemu wygodnie jest go używać z zewnątrz - ekran znajduje się u góry, pod nim znajdują się przyciski. Oczywiście naprzeciwko ekranu wycięto prostokątny otwór. Stojaki mosiężne z płaskim końcem zostały po prostu przylutowane do stali ocynkowanej (jest dobrze traktowane „kwasem lutowniczym” - chlorkiem cynku). Na „płycie głównej”, aby zwiększyć niezawodność, złącze zasilania i złącze czujnika są usuwane. Przewody z drutu montażowego są przylutowane do ich padów.
Metalowa płytka drukowana z zainstalowanym termostatem jest zamontowana na przedniej ścianie obudowy. Nity zrywalne.
Panel przedni jest wydrukowany na kolorowej drukarce i przykryty kawałkiem pleksiglasu. Ogólnie projekt okazał się „przemysłowy” i nie jest zły.
Klucz tyrystorowy zmontowano zgodnie ze schematem powyżej. Zaletami w porównaniu z triakiem jest „różnorodność” kluczowego kryształu w dwóch przypadkach - znacznie większy obszar odprowadzania ciepła. Resztę patrz schemat z triakiem.
Moduł termostatu został zaktualizowany do wersji 1.9. Umożliwiło to nam korzystanie z kilku bardziej przydatnych funkcji urządzenia, na przykład wygodniejsze stało się korzystanie z czujników analogowych, pojawiła się bardzo przydatna zdolność - zależność od siebie różnych etapów programu. Alternatywna wersja programu sterującego do komputera jest również dołączona do nowej wersji, której najbardziej użyteczną różnicą jest tryb „akwizycji danych” - rejestrowanie temperatury czujników w pliku. Przypominam, że aktualizacje są dystrybuowane przez programistę i znajdują się pod powyższymi linkami.
Do sezonu ogrodowego termostat był zaangażowany w prace pomocnicze - załadowane improwizowaną „szafką suszącą” ze starego piekarnika, do suszenia lakieru fotograficznego na półkach z płytkami drukowanymi i innymi kawałkami żelaza - proces ten obejmuje dość dokładny zakres temperatur.