Проекты : Автоматика: управление, контроль, световые эффекты, реклама


Тимофей Носов     

Простой блок климат-контроля

Блок климат-контроля предназначен для управления различными устройствами в зависимости от температуры (до четырёх устройств). Зависимость включения/выключения устройства задается в настройках. Допускается работа подключенных устройств в указанном диапазоне температур или  вне диапазона.

 

Для чего мне нужно это устройство? Блок климат-контроля понадобился для обслуживания уличного оборудования, которое должно работать в определенном диапазоне температур. Возможно, в Интернете существует готовые решения, но при первом приближении я не смог найти готовые конструкции. Собственно это и стало причиной создания проекта климат-контроля.

 

Как мы знаем, на улице может быть и холодно и жарко. Под уличным оборудованием у меня понимается ЖК-монитор в термо-боксе. Интуитивно ЖК монитор может работать 0…+60С. Вне этого диапазона ЖК не комфортно (замерзают жидкие кристаллы или перегревается сама матрица). Соответственно в холод надо подогревать, а в жару вентилировать. И нужно выключать монитор, если слишком холодно или слишком жарко.

 

Задача простая: измеряем температуру, сравниваем с настройками, переключаем исполнительные устройства. По большому счету и индикация не нужна, если пороговые температуры и принцип работы сделать фиксированным. Но мы не ищем легких путей и делаем красиво с более-менее человеческим интерфейсом.

 

Берём знакосинтезирующий индикатор (2 строки по 16 символов), микроконтроллер PIC16F628A, цифровой термодатчик DS18B20, три кнопки для управления, оформляем не менее трех выходов транзисторными ключами, стабилизатор питания 7805, диод от переплюсовки и ограничительное сопротивление по питанию.

 

В конструкции используем индикатор FUTABA M162SD07AJ (вакуумно-люминесцентный), т.к. он работает от –40 и бонусом не требует подстройки контрастности. В вашем случае это может быть иной индикатор, совместимый с HD44780 / KS0066 (не забывайте про контрастность). Ниже картинка такого индикатора.

 

 

Делаем моноблочный конструктив – индикатор над платой, часть компонентов со стороны пайки (микроконтроллер, стабилизатор, возможно ключевые транзисторы), а другая часть компонентов со стороны индикатора (кнопки, датчик, винтовые разъемы). Индикатор монтируется через межплатные вилки/гнезда (PLS).

 

Плату (84 х 50 мм) изготавливаем методом ЛУТ. При желании плату можно нарисовать маркером.

 

 

 

Рисуем основные моменты в Протеусе для моделирования (собственно суть схемы).

 

 

 

 

Как работает блок климат-контроля

 

Для лучшего понимания возможностей разместим здесь картинку:

 

 

Необходимо понимать, что нагреватель и вентилятор здесь показаны условно, т.к. это могут быть любые устройства, которые будут работать в зависимости от температуры.

 

Итак, блок климат-контроля имеет 4 раздельных канала (выхода) для управления нагрузками. Каждый канал имеет свой алгоритм работы, который задается в настройках. Алгоритм состоит из простых действий (включить/отключить) и условий (больше/меньше). В алгоритме вы можете изменить знаки в условиях ("<" и ">") и значение температуры (–55…+128).

 

включить канал, если температура < 10°C

отключить канал, если температура > 20°C

 

Рассмотрим пример выше. Если температура будет снижаться и достигнет уровня 10 градусов, то канал включится. Предположим, что будет включен нагреватель. Температура начнет подниматься. При переходе 20 градусов канал (нагреватель) выключится.

 

Рассмотрим другой пример:

 

включить канал, если температура > 50°C

отключить канал, если температура < 40°C

 

Температура растет до 50 градусов и включается канал. Предположим, что будет включена вентиляция. Вентиляция будет работать до тех пор, пока температура не снизится ниже 40 градусов.

 

Эти два примера показывают реализацию гистерезиса в каналах.

 

 

Рассмотрим еще пример:

 

включить канал, если температура > 5°C

отключить канал, если температура > 50°C

 

В данном случае канал будет работать внутри диапазона 5…50 градусов. Например, в составе климатического оборудования используется некое устройство, которое должно работать в определенном диапазоне (в нашем случае, упомянутый выше ЖК монитор).

 

И последний пример:

 

включить канал, если температура < 10°C

отключить канал, если температура < 60°C

 

В данном случае канал будет работать ВНЕ диапазона 10…60 градусов.

Я не могу придумать пример использования, однако не исключаю эту возможность.

Может это будет некая температурная сигнализация.

 

 

Как выглядит меню настроек

 

1) Главный экран – показывается текущая температура и состояние канала.

Состояние других каналов можно посмотреть, выбрав их кнопками меньше/больше.

 

 

2) При нажатии на ОК показывается экран выбора канала, который мы решим настроить.

Кнопками меньше/больше выбираем канал.

 

 

Кнопкой ОК подтверждаем выбор.

В дальнейшем все настройки будут относится к выбранному каналу (к каналу 1).

 

3) Выбираем знак условия включения. Кнопкой ОК подтверждаем выбор.

 

 

4) Устанавливаем температуру включения.

 

 

5) Выбираем знак условия отключения. Кнопкой ОК подтверждаем выбор.

 

 

6) Устанавливаем температуру отключения.

 

 

7) Меню подтверждения изменений

 

 

Необходимо выбрать один из вариантов.

 

 

Если никакой вариант не выбран (или выбрано "нет") – восстанавливаются предыдущие сохраненные настройки.

Настройки сохраняются в энергонезависимой памяти микроконтроллера и загружаются при подаче питания.

 

Если по каким-то причинам будет произведен вход в настройки (случайное нажатие), то выход из настроек в главный экран (п.1) будет автоматически сделан через 15 сек.

 

 

Самодиагностика

 

Реализация самодиагностики – это попытка сделать блок климат-контроля немного умнее.

 

Проверка наличия/исправности датчика при включении.

Ошибка INIT_DS18: нет связи с датчиком либо неисправен датчик.

 

 

 

Проверка измеряемой температуры (метод контрольной суммы CRC).

Ошибка CRC_DS18: cигнальная линия датчика в коротком замыкании с линиями питания либо неисправен датчик.

 

 

 

Проверка записанных/прочитанных настроек в памяти (метод контрольной суммы CRC). Проблемы с чтением/записью настроек могут происходить по истечению 100 тыс. циклов записи. Это требуется замены микроконтроллера. Повторная настройка позволяет выйти из этого режима и продолжить работу. На рисунке ниже показано значение контрольной суммы "EEPROM211", которое должно быть в памяти.

 

 

Примечание: сообщение об ошибке "EEPROMxxx" может появиться при первом включении после прошивания микроконтроллера. Первичная настройка позволит записать истинное значение контрольной суммы в память и выйти из этого режима.

 

 

Сервисные сообщения

 

В процессе успешного чтения кратковременно появляется сообщение:

 

 

 

В процессе успешной записи кратковременно появляется сообщение:

 

 

 

Фотографии готового изделия будут выложены позже.

 

 

Файлы:

Печатная плата

Прошивка

Проект Протеуса

Исходники

Документация на компоненты

 

 

Полезные ссылки:
Попробуй сделать печатную плату на кухне
Собери себе подходящий программатор
Узнай как прошить микроконтроллер прошивкой
Научись программировать и делать прошивки
Задай вопрос или найди ответ в форуме


Назад

Просмотров: 19508

 








 
 
 

В русском Интернете бестолку защищать свои права. Хотите использовать материалы - используйте,
но с письменного согласия авторов. В противном случае будут высланы соответствующие письма
в поисковые системы об ограничении индексации ваших сайтов. Не доводите до греха.