שעון-טרמוסטט עם שלט רחוק על המיקרו-בקר. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

שעון-תרמוסטט רב תכליתי עם שלט רחוק על המיקרו-בקר. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מיקרו-בקרים

היה לי צורך במדחום שעון שולחני, כדי שנוסף לזמן, אוכל לגלות את הטמפרטורה ברחוב ובבית. יש הרבה עיצובים מהסוג הזה באינטרנט, ואפילו מתקדמים מאוד, אבל לא בחרתי בעד אף אחד מהם. לכל אחד היה חסר משהו שכפי שנראה לי, פשוט נחוץ למכשירים כאלה. יש לי רק קבוצה מסוימת של דרישות, שממנה לא יכולתי להסיר שום דבר כדי לחזור על אף אחת מהקונסטרוקציות האלה.

לדעתי, השעון צריך לעבוד על העיקרון של להדליק אותו, לכוון אותו ולשכוח אותו, כלומר לפנות לתחזוקה שלהם כמה שפחות (לדוגמה, להתאים את השעה עקב יציאתו, לכוון אותו שוב לאחר ההפעלה כשלים, מעבר לשעון קיץ וחורף וכו'), אינדיקציות על המחוון צריכות להיראות מרחוק, אך לא להאיר את החדר בלילה, רצוי שיהיה שלט רחוק. חשיבה נוספת על מה עוד ארצה שיהיה לי בשעון הובילה למכשיר עם ערכת התכונות הבאה:

1. שעון - לוח שנה

ספירה ופלט למחוון שעות, דקות, שניות, יום בשבוע, יום, חודש, שנה.
נוכחות של התאמה אוטומטית של השעה הנוכחית, המתבצעת פעם ביום (ערכים מרביים +/-99,98 שניות. בשלבים של 0,02 שניות).
חשב את היום בשבוע מתאריך (למאה הנוכחית).
מעבר אוטומטי לשעון קיץ וחורף.
שנים מעוברות נחשבות.

2. אזעקות

10 שעונים מעוררים עצמאיים עם יכולת לכוון כל יום בשבוע או שילוב ביניהם.

היכולת להפעיל את אות הקול, להפעיל / לכבות כל אחד מארבעת העומסים, או להתחיל בקרה תרמית כאשר מופעלת.

3. טיימר

זמן הספירה לאחור המרבי הוא 99 שעות 59 מ' 59 שניות.

אפשרות בתום הספירה לאחור להפעיל את אות הקול, להפעיל/לכבות כל אחד מארבעת העומסים.

4. מדחום-טרמוסטט דו-ערוצי

מדידה ואינדיקציה של שתי טמפרטורות, למשל, בבית ובחוץ, בטווח שבין -55 ל-125 מעלות צלזיוס ברזולוציה של 0,1 מעלות צלזיוס.

שני תרמוסטטים עצמאיים עם יכולת להגדיר את הגבול העליון והתחתון של הטמפרטורה המבוקרת באותו טווח.

אפשרות לחימום או קירור.

קיבולת עומס של ערוצי בקרה ~220V, 12A

5. ארבעה ערוצים של בקרת עומס

קיבולת עומס של כל ערוץ: ~220V, 12A.

שליטה: ידנית, משעונים מעוררים, לפי טיימר (שני הערוצים הראשונים מחוברים לתרמוסטטים)

6. פונקציות נוספות של המכשיר

גיבוי סוללה, (כאשר פועל על סוללה, למכשיר יש תפקוד מלא).

התאמה אוטומטית (בהתאם לתאורה חיצונית) או ידנית של בהירות המחוון.

שלט IR מלא במערכת RC-5, ניתן להתאמה אישית עבור כל מקשי שלט רחוק הפועלים במערכת זו.

אישור קול (ניתן להחלפה) של לחיצה על לחצני הבקרה וקבלת פקודות מהשלט.

זיכרון לא נדיף לכל הפרמטרים המתכווננים.

חיווי מחזורי מאפשר לך להציג עד ארבעה פרמטרים על המחוון עם משך זמן שניתן לתכנות:
1. זמן נוכחי בשעות - דקות
2. יום בשבוע - מספר
3. הטמפרטורה של הערוץ הראשון (מקורה)
4. טמפרטורה של הערוץ השני (בחוץ)
נוכחות של ממשק RS-485 לתקשורת עם PC באמצעות פרוטוקול MODBUS-RTU לשילוב נוסף במערכת "בית חכם"

סכמת המכשיר מוצגת באיור. 1. הוא מורכב משלושה בלוקים: A1, A2, A3 שגם הם מופרדים מבנית ומורכבים על שלושה מעגלים מודפסים.

(לחץ להגדלה)

בלוק מרכזי A1

האלמנט העיקרי הוא המיקרו-בקר ATmega8-16AI (DD1), שבו מעורבים הצמתים הבאים:

- טיימר T1 יוצר מרווחי זמן לשעון זמן אמת, חיווי דינמי ובקרת בהירות;
- פסיקה חיצונית INT1 וטיימר T2 משרתים את מקלט האינפרא אדום B1.
- ADC ממיר לצורה דיגיטלית את האותות האנלוגיים של חיישן האור, ערכי המתח מיחידת אספקת החשמל ומהסוללה המובנית.
- מודול USART מתקשר עם המחשב (9600 באוד, 8 נתונים ו-1 סיביות עצירה ללא זוגיות);
- טיימר T0 יוצר מרווחי זמן של עיכובים בעת קבלה / שידור מנות באמצעות פרוטוקול "MODBUS-RTU"
- טיימר כלב השמירה במקרה של MK "תלוי" מספק אתחול מחדש;

תדר השעון של ה-MK נקבע על ידי מהוד קוורץ ZQ1 ב-7,3728 מגה-הרץ. ה-MK מאופס למצב ההתחלתי שלו (איפוס) על ידי מעגל R5C4VD1. L1C5 - מעגל אספקת החשמל של יחידת ה-ADC ב-MK. מחבר ה-XP1 מיועד לתכנות במעגל של ה-MK. המכשיר משתמש בחיווי דינמי. גם תהליך סריקת הכפתורים משויך אליו.

B1 משמש לקבלת פקודות מהשלט הרחוק הפועל על מערכת RC-5. במקרה זה, יופעלו חמישה כפתורים בשלט הרחוק, שיתאימו לחמישה כפתורים של שליטה מקומית. הגדרת השלט הרחוק מתוארת במדריך למשתמש.

הנגד R33 מכוון את הבהירות בתאורה בינונית או מקסימלית. הגדרת הדיוק של מדידת המתחים המבוקרים של ספק הכוח וסוללת הגיבוי מתבצעת על ידי נגדים R35, R37, בהתאמה.

שבב DD2 הוא דרייבר הממיר אותות TTL RX / TX לאות דיפרנציאלי בתקן RS-485 להחלפת נתונים עם מחשב אישי במרחק של עד 1200 מטר.
חיישני טמפרטורה DS18B20 בעלי יציאה דיגיטלית, מחוברים במעגל תלת-חוטי ופועלים באמצעות פרוטוקול 1-Wire. החיישן הראשון מודד את הטמפרטורה בחדר (פנימי), השני - בחוץ (חיצוני).

מבחינה פיזית, הם ממוקמים על אותו קו, כך שהחיישנים מופנים כדי לקרוא את הטמפרטורה. המכשיר עובד רק עם חיישני DS18B20

תהליך כתיבת המספרים הסידוריים של שני חיישנים לתוך הזיכרון הלא נדיף של ה-MC מתבצע באופן הבא:

1. יש צורך לנטרל לחלוטין את המכשיר (הוצא את סוללת הגיבוי, כבה את מתאם ה-AC)
2. חבר חיישן DS18B20 אחד (מדידת טמפרטורת החדר)
3. לחיצה ממושכת על הכפתור "לְמַעלָה", הפעל את מתאם ה-AC. (המספר הסידורי של החיישן ייכתב לזיכרון ה-MC, יישמע צפצוף)
4. כבה את מתאם ה-AC.
5. כבה את החיישן.
6. חבר חיישן נוסף (מדידת טמפרטורה חיצונית)
7. לחיצה ממושכת על הכפתור "DN", הפעל את אספקת החשמל (המספר הסידורי של החיישן ייכתב לזיכרון של ה-MK, יישמע אות קולי)
8. כבה את מתאם ה-AC
9. חבר את שני החיישנים
10. הדלק

כעת המכשיר יעבוד עם חיישנים אלה. אם יש צורך להחליף אחד מהם, יש לחזור על הליך זה עבור החיישן המתאים. אם אין צורך בחיישן שני, ניתן להקצות חיישן אחד לשני הערוצים.
הטמפרטורה מוצגת על המחוון ברזולוציה של 0,1 מעלות צלזיוס. המדידה מתבצעת במרווחים של שנייה אחת.

יחידת תצוגה A2 מכיל מחוון בן שבעה מקטעים בן חמש ספרות עם אנודה משותפת, חמש נוריות מצב, כמו גם את האלמנטים הדרושים לשליטה על הכל. מטרת נוריות המצב היא כדלקמן:

HL1 (צהוב) - סימן להכללה של כל אחת מהאזעקות
HL2 (אדום) - מתח פלט נמוך של מתאם ה-AC או הסוללה
HL3 (צהוב) - סימן של טיימר פועל
HL4 (אדום) - שגיאות במדחום
HL5 (צהוב) - שליטה תרמית מופעלת

שבב DD3 הוא אוגר משמרת עם תפס ויכולת העברת יציאות למצב השלישי ומשמש להמרת נתונים נכנסים סדרתיים למקבילים להצגת מידע על מחוון דיגיטלי ונוריות מצב. VT1 - VT5 נועדו להגביר את אספקת החשמל של האנודות הנפוצות של מחוונים דיגיטליים.

יחידת בקרת עומס A3 מיועד למיתוג של כל התקנים המחוברים לרשת חשמל רגילה ~ 220V, 50 הרץ. ישנם 4 ערוצי בקרה. כל אחד מהם ניתן להפעלה/כיבוי ידנית, על ידי טיימר, משעון מעורר. הערוץ הראשון והשני מחוברים בהתאמה לערוץ הבקרה התרמית הראשון והשני (אשר בתורם קשורים לאזעקה הראשונה והשנייה). כל ערוץ כולל ממסר אלקטרומגנטי ומתג טרנזיסטור לשליטה בו. מגעי הממסר מחליפים את העומס. היחידה מיישמת בקרת ממסר חסכונית. שקול את זה בדוגמה של הערוץ הראשון. כאשר הערוץ כבוי, הטרנזיסטור VT9 נסגר, הקבל C16 פרוק, ממסר K1 מנותק. כאשר הערוץ מופעל, VT9 נפתח, קבל C16, הנטען דרך סלילה של ממסר K1, יוצר דופק זרם מספיק כדי למשוך את האבזור של ממסר זה. לאחר טעינת הקבל, האבזור של הממסר מוחזק על ידי זרם קטן יותר שזורם דרך הנגד R27. דיודה VD11 מגינה על הטרנזיסטור VT9 מפני התמוטטות דחפים ברגע סגירתו.

נוריות HL6 - HL9 מאותתות על מצב הדלקה של הערוץ המתאים.

בגרסה שלי, הסוללה הפנימית מחוברת בחיבור בלוקים A3 ו-A1 דרך ה-XS4-XP4, שכן אין גישה חיצונית לתא הסוללות. לשם כך, ל-XP4 יש מגשר בין פינים 6 ל-7. זה נעשה על מנת להקל על התחזוקה בעת החלפת סוללות או רישום מספרי החיישנים התרמיים בזיכרון MK, כלומר, כאשר המעגל צריך להיות מובטל לחלוטין. אם זה לא נדרש, אז המינוס של הסוללה מחובר ישירות לאפיק הכוח השלילי.

המתח של ספק הכוח החיצוני של המכשיר הוא 11...13 V., הזרם הוא לא פחות מ 0,25A. כסוללת גיבוי, עדיף להשתמש ב-3 תאים אלקליין בגודל "AA" המחוברים בסדרה. צריכת הזרם של המכשיר ללא בלוק A3 בבהירות מרבית היא כ-120 mA. במקרה של הפסקת חשמל, המכשיר עובר להספק סוללה, כשהוא מתפקד במלואו (רק הממסרים מנותקים), צורך זרם של כ-10 ..... 20 mA ויכול לעבוד לפחות שלושה ימים כאשר מותקנות סוללות טריות הנ"ל. המחוון כמעט כבה עד לאפס, אך תהליך סריקת הכפתורים אינו מפסיק, כך שהוא בקושי מודגש. כאשר אתה לוחץ על כפתור כלשהו בשלט המקומי או בשלט הרחוק, המחוון נדלק שוב למשך 15 שניות כדי שתוכל לראות את המידע. כאשר מתח החשמל משוחזר, המחוון נדלק שוב.

בנייה

המכשיר מורכב על שלושה מעגלים מודפסים חד-צדדיים העשויים מפיברגלס רדיד, שציור ומיקומם של פרטיהם נמצאים בקבצים המצורפים.

הלוחות של היחידה המרכזית ויחידת התצוגה מחוברים ביניהם באמצעות מגשרים וממוקמים במארז בגודל מתאים. יחידת בקרת העומס ממוקמת מבנית בתוך מגן הנחשולים ומחוברת באמצעות כבל דרך מחבר הממוקם על הקיר האחורי של מארז השעון.

החלפת אלמנטים

החלף את המיקרו-בקר DD1 ב-ATmega8-16AU, ATmega8L-8(AI)AU, שבב מנהל ההתקן RS-485 עם SN75176BP, MAX485CPA וכו'. 1, SFH36-1736, TFMS1836, אך שימו לב שמיקום היציאות של סוגי צילום שונים עשוי להיות שונה. בתור פולט קול HA3, בנוסף לזה המצוין, אתה יכול להשתמש באלקטרודינמי או פיזואלקטרי אחר עם גנרטור מובנה למתח של 506 ... 36V, למשל HCM5110X, HPM36A (X). ניתן להשתמש במחווני LED בעלי שבעה מקטעים מאותה סדרת SA5360-XXXXX או כאלה עם אנודה משותפת (ייתכן שתצטרך לבחור נגדים מגבילי זרם R1-R5). במקום DA6, אתה יכול להשתמש במייצב K1206EN14B הביתי. הממסרים האלקטרומגנטיים המיושמים מיועדים לאספקת פיתול 08V וזרם נקוב של 10mA. בעת שימוש בממסר עם זרם הפעלה גבוה, יש צורך לבחור נגדים R17 - R1. מתח מיתוג ~142V, זרם 5A. במקום נגד הפוטו SF12-30, אתה יכול להשתמש דומים, שהתנגדותם באור בהיר היא 24 .... 27 אוהם

הפשטות מכשיר אפשריות

אם לא נדרשת שליטה ממחשב, אז אתה לא יכול להתקין את האלמנטים DD2, R1-R3, XP2. בשל חוסר התועלת של בקרת IR, B1, C1, R4 אינם מותקנים. אתה יכול להוציא בקרת בהירות אוטומטית מבלי להתקין R33, ובמקום הפוטו-נגד R32, לשים קבוע על 10k. אם אינך צריך לנהל עומסים, אז בלוק A3 אינו נכלל, ויש להתקין מגשר על XS4 בין 6 ל-7 אנשי קשר. אם אין צורך במדחום, אז DD4 ו-DD5 אינם מחוברים ו-R6, HL4 אינם מותקנים.

תמונה של המכשיר

הרכבה והתאמה של המכשיר

ראשית, כל האלמנטים מלבד DD1 - DD3, B1 מולחמים על הלוח. אל תחבר עדיין את DD4 ו-DD5. הדלקת המתח, מדוד את מתח DC ב-C10 ולאחר מכן ב-C1. בשני המקרים, זה צריך להיות סביב 5,3V. רצוי לבדוק את הזוהר של כל מקטעי החיווי הדיגיטלי ונוריות המצב על ידי אספקה בו זמנית מאפיק הכוח השלילי לשמאליים בהתאם למעגל המוצא של הנגדים R10-R18 (הגבלת זרם המקטעים) ו-R19 - R23 (במעגלי הבסיס VT1-VT5). אם הכל הלך כשורה, אז כבו את החשמל, הלחמו DD1 - DD3 ו-B1 וחברו את המתכנת למחבר ה-XP1 (מחבר סטנדרטי שישה פינים לתכנות במעגל של AVR). מצורפת קושחת הדגמה לבדיקת ביצועי המכשיר.

יש לתכנת את סיביות ה-FUSE של המיקרו-בקר DD1 באופן הבא:

• CKSEL3...0 = 1111 - שעון מתהוד קוורץ בתדר גבוה;
• SUT1...0 =11 - זמן הפעלה: 16K CK + 64 ms;
• CKOUT = 1 - שעון פלט ב-CKOUT מושבת;
• BODLEVEL = 1 - רמת סף עבור מעגל בקרת מתח האספקה 2,7V;
• BODEN = 0 צג כוח מופעל
• EESAVE = 0 - מחיקת EEPROM במהלך תכנות שבב מושבתת;
• WDTON = 1 - אין הפעלה קבועה של טיימר Watchdog;

את שאר ה-FUSE - ביטים עדיף להשאיר ללא נגיעה. ביט ה-FUSE מתוכנת אם הוא מוגדר ל-"0".

קושחת ההדגמה מבטיחה את פעולתו המלאה של המכשיר, אך לקצת פחות משעתיים, וזה מספיק כדי לבדוק את הביצועים. לקבלת קושחה עם כל התכונות, אנא צור קשר עם המחבר, alexperm72@mail.ru.

תוכנית הבקרה למחשב נמצאת בפיתוח.

מדריך למשתמש (PDF, 500 KB)

הורד קושחת HEX, לוח מעגלים בפורמט LAY ו-GIF, תמונות מכשיר

מחבר: Alexey Batalov, alexperm72@mail.ru, ICQ#: 477022759; פרסום: mcuprojects.narod.ru

ראה מאמרים אחרים סעיף מיקרו-בקרים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

NEC הכריזה מלחמה על סוללות פיראטיות 29.07.2004

עם הפופולריות הגוברת של מצלמות דיגיטליות וטלפונים ניידים, גדל מספר היצרנים של סוללות "לא מקוריות" שאינן עומדות בתקני איכות ובטיחות. כתוצאה מכך, לדברי המפתחים המקוריים, המכשירים מתדרדרים.

NEC Electronics הציגה תוכנה חדשה עבור מיקרו-בקרים של מכשירים ניידים הקובעת את האותנטיות של סוללות. לפי החברה היפנית, הפיתוח שלה הוא המתקדם ביותר באמצעות שימוש בטכנולוגיית Cipherunicorn-5 משלה.

היתרונות של הטכנולוגיה הם גודל קוד קטן פי 5 והגדלת מהירות פי 18 בהשוואה לאנלוגים. לפיכך, התוכנית יכולה לשמש בכל מיקרו-בקר סטנדרטי של 8 סיביות. הקוד שכתבו מתכנתי החברה פשוט לא יאפשר לסוללות כאלה לעבוד. הסוללה מתבקשת להזין נתונים מוצפנים, שאם לא תואמים, יגרמו לכשל בפעולה ממקור הכוח "שגוי".

המהירות הושגה על ידי שימוש במפתח הצפנה סימטרי, שניתן להשתמש בו הן להצפנה והן לפענוח. לתוכנה יש כמה פונקציות הגנה מפני פיצוח מפתחות. NEC תשתמש בתוכנית במיקרו-בקרים של 8 סיביות 78K0/78K0S ותמכור אותה ליצרנים אחרים.

ביפן יופיעו מצלמות מוגנות עד סוף השנה, ועד שנת 2007, על פי התוכניות של NEC, יהיו 50 מיליון מהן. אם הטכנולוגיה תצליח, NEC תשיק מדפסות מוגנות בצורה זו וציוד היקפי אחר הדורש מחסניות וספקי כוח.

עוד חדשות מעניינות:

▪ בדיקות של מישור החלל התת-מסלולי SpaceShipTwo

▪ תא סולארי יעיל העשוי מסיליקון רגיל

▪ מצלמה מודולרית מיניאטורית של Mokacam

▪ חידושים בטכנולוגיה אלקטרונית ואופנה לבגדים

▪ כוכב צעיר אוכל את כדור הארץ

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק מהרכבת הקוביות של רוביק באתר. בחירת מאמרים

▪ מאמר מאת סופוקלס. פרשיות מפורסמות

▪ מאמר כיצד הספקטרום מאפשר לנו לחקור את היקום? תשובה מפורטת

▪ מנהל עריכת מאמר. תיאור משרה