Một phiên bản mới của trình điều khiển đã được phát triển - nhấp để đi đến bài viết .
Mục tiêu
Mục tiêu của dự án là xây dựng một bộ điều khiển hồ cá sẽ:
- điều khiển ánh sáng - bật và tắt tại thời điểm đã đặt,
- kiểm soát nhiệt độ nước trong bể và trình bày trên màn hình LCD,
- điều khiển lò sưởi để duy trì nhiệt độ cài đặt trong bể,
- bật và tắt độc lập hai thiết bị tại một khoảng thời gian cụ thể trong chu kỳ 24 giờ.
1. Thiết kế PCB
Thiết bị đã được thiết kế bằng cách sử dụng các subassemblies được lắp ráp bằng phương pháp THT. Bảng mạch PCB có một lớp đường dẫn, kích thước của nó là 111mm x 85mm.
Hình. Thiết kế PCB của thiết bị cùng với sự sắp xếp của các thành phần.
Hình. Bảng chính của bộ điều khiển hồ cá.
2. Các thành phần của thiết bị
Bộ phận phụ chính là bộ vi điều khiển PIC18F4550, điều khiển các rơle và triac kích hoạt các thiết bị bên ngoài. Nhiệm vụ của nó cũng là đọc nhiệt độ hiện tại từ cảm biến DS18B20, đọc thời gian thực từ đồng hồ DS1307 và hiển thị dữ liệu trên màn hình LCD.
Tab. Danh sách các thành phần
| dấu | giá trị |
|---|---|
| R1, R2, R3 | 10k |
| R7, R5, R6 | 4,3k |
| R8 | 4,7k |
| R4, R9, R11 | 3,3k |
| R16, R19 | 470 |
| R14, R15, R17, R18 | 360 |
| R12, R13 | 100k |
| C3 | 220 nF |
| C1, C2 | 22pF |
| C4 | 100nF |
| C5 | 100uF |
| C7, C8 | 470uF |
| U1 | PIC18F4550 (vi điều khiển) |
| U2 | DS1307 (đồng hồ thời gian thực) |
| U3 | CR2032 (pin 3,3V) |
| U4 | HCM1005 (còi 5V) |
| U5 | DS18B20 (cảm biến nhiệt độ) |
| U9, U7 | BTA16-6008 (triac) |
| U6, U8 | MOC3061 |
| U10 | LM7805 (ổn áp 5V) |
| Quý 1, quý 2, quý 3 | 2N3904 (bóng bán dẫn) |
| D4 | cầu chỉnh lưu |
| D14 | 1N4004 (diode chỉnh lưu) |
| K1, K2 | HFKW 005-1ZW (rơle 5V) |
| X1 | 20 MHz (thạch anh) |
| X2 | 32,768 kHz (thạch anh) |
| J6, J7, J8, J9 | dải pin |
| (gắn ra khỏi tấm) | WC1602A0 |
2.1. Connectors
Hình. Bảng chính với các thiết bị bên ngoài được kết nối
Tab. Dấu kết nối
| dấu | hàm số |
| USB | Cổng giao tiếp với thiết bị điều khiển |
| I2C | Bus dữ liệu nối tiếp I2C |
| 1W | Xe buýt 1Wire để kết nối cảm biến nhiệt độ |
| ICSP | Một kết nối lập trình vi điều khiển |
| LCD | Ổ cắm màn hình LCD |
| chìa khóa | Ổ cắm bàn phím |
| R1 | Đầu ra của rơle đầu tiên, bật / tắt thiết bị bên ngoài |
| R2 | Đầu ra của rơle thứ hai, bật / tắt thiết bị bên ngoài |
| la | Ổ cắm chiếu sáng |
| gr | Ổ cắm nóng |
| Zas | Ổ cắm điện xoay chiều 5V |
2.2. vi điều khiển
Bộ vi điều khiển 40-PIC18F4550 với sức mạnh tính toán 12 MIPS đã được nhà sản xuất trang bị cổng USB 2.0 phần cứng, bus UART và I2C và SPI. Hoạt động trong phạm vi điện áp từ 2V đến 5,5V. Nó cung cấp cho bạn 32KB bộ nhớ Flash và bộ nhớ 2048 B. Nó có bộ chuyển đổi tương tự kỹ thuật số 10 bit, bộ hẹn giờ 8 bit và ba bộ định thời 16 bit.
Vẽ chì PIC18F4550 (nguồn: Lưu ý danh mục) .
2.3. Đồng hồ thời gian thực
Chip DS1307 là đồng hồ thời gian thực. Bộ vi điều khiển đọc thời gian hiện tại từ đồng hồ thông qua bus I2C. Nếu nguồn điện bên ngoài không thành công, đồng hồ sẽ tự động chuyển sang nguồn khẩn cấp từ pin 3.2V.
Hình. Đồng hồ thời gian thực DS1307.
2.4. Cảm biến nhiệt độ
Việc đọc nhiệt độ được thực hiện bằng cảm biến DS18B20. Giao tiếp giữa vi điều khiển và cảm biến diễn ra trên bus 1Wire, cho phép kết nối đồng thời nhiều cảm biến. Một hệ thống được cài đặt trên bo mạch của mô-đun, cảm biến nhiệt độ nước trong bể phải được kết nối với đầu nối 1Wire (chương 2.1).
Hình. Dịch chuyển của DS18B20
2.5. rơle
Hai rơle HFKW 005-1ZW, được điều khiển bởi các bóng bán dẫn 5V qua 2N3904, bật các thiết bị bên ngoài được điều khiển bằng điện áp trực tiếp hoặc xoay chiều.
2.6. triacs
Hai loại triacs BTA16-6008 trong vỏ TO-220 có tải tối đa 16A và điện áp tối đa 600V (theo ghi chú của danh mục) được điều khiển bởi bộ vi điều khiển thông qua bộ cách ly quang MOC3063. Họ thực hiện chức năng điều khiển ánh sáng và kích hoạt lò sưởi.
Hình. Điều khiển Triac bằng máy quang điện MOC3063 (nguồn: Lưu ý danh mục) .
Các triac được trang bị làm mát với bộ tản nhiệt FK237 với khả năng chịu nhiệt 21 ° C / W.
Hình. Bộ tản nhiệt FK237 (nguồn: Lưu ý danh mục).
2.7. Màn hình LCD
Thiết bị sử dụng màn hình ký tự hai dòng với đèn nền màn hình tích hợp với ký hiệu WC1602A0. Nó được kết nối với ổ cắm hiển thị trên PCB (chương 2.1).
Hình. Sơ đồ kết nối màn hình LCD với các cổng vi điều khiển
Tab. Danh sách các kết nối màn hình LCD
| Hiển thị đầu ra | DB4 | DB5 | DB6 | DB7 | E | RS | RW | GND | ucc | uo | Một | K |
| Pin hiển thị | 11 | 12 | 13 | 14 | 6 | 4 | 5 | 1 | 2 | 3 | 15 | 16 |
| Pin của ổ cắm màn hình | 6 | 7 | 8 | 9 | 5 | 3 | 4 | 2 | 1 | 2 | 10 | 2 |
| Đầu ra vi điều khiển | A3 | A4 | A5 | E0 | A2 | A0 | A1 | GND | 5V | GND | E1 | GND |
2.8. bàn phím
Thiết bị đã được trang bị bàn phím.
Chức năng nút.
| trái | trung tâm | đúng | |
| Chức năng trong menu chính | Di chuyển xuống | đệ trình | Vuốt lên |
| Chức năng trong chức năng đã chọn | trừ | đệ trình | thêm |
3. Vận hành thiết bị
3.1. Sự khởi đầu đầu tiên của thiết bị
Lần đầu tiên các thiết bị đang chạy yêu cầu một cấu hình bao gồm chọn các tùy chọn cấu hình từ menu và nhập các giá trị vào chúng.
- Trong quá trình vận hành, thiết bị sẽ phát hiện các cảm biến nhiệt độ được kết nối. Thiết bị hoạt động với hai cảm biến. Một trong những cảm biến được lắp đặt trong bể để kiểm soát nhiệt độ nước. Cảm biến thứ hai được đặt trên bo mạch chính của thiết bị và đọc nhiệt độ môi trường.
Sau lần khởi động đầu tiên của thiết bị hoặc thay thế cảm biến bằng một cảm biến mới, màn hình LCD hiển thị "!" không có kết quả đọc nhiệt độ. Vui lòng cho biết thiết bị nào có cảm biến bên ngoài bằng cách vào "Menu" và sau đó chọn tùy chọn "Cảm biến". - Sau khi xác định các cảm biến nhiệt độ, đặt nhiệt độ mong muốn được duy trì bằng cách tự động bật và tắt máy sưởi. Để xác định nhiệt độ, hãy chuyển đến "Menu" và sau đó chọn tùy chọn "Nhiệt độ".
- Cung cấp giờ và phút hiện tại, khi đồng hồ thời gian thực được kích hoạt; chiếu sáng, rơle 1, rơle 2.
- Sau khi thực hiện các cài đặt ở trên, có thể xác định thời gian bật đèn chiếu sáng và bắt đầu rơle.
3.2. thực đơn
Nhập "Menu" của thiết bị được thực hiện sau khi nhấp vào nút "trái" hoặc "phải" của bàn phím (chương 2.8). Di chuyển đến các chức năng menu tiếp theo
3.2.1. Rời khỏi thực đơn
Chọn "Thoát Menu" sẽ hiển thị "Bảng trạng thái thiết bị" (chương 3.3).
3.2.2. nhiệt độ
Để đặt nhiệt độ được duy trì bởi thiết bị, hãy chuyển đến "Menu" (chương 3.2) và chọn tùy chọn "Nhiệt độ". Sau đó bấm "Xác nhận". Đặt nhiệt độ bằng cách tăng hoặc giảm giá trị hiện tại bằng các nút "trái" và "phải". Xác nhận cài đặt hiện tại được thực hiện bằng cách nhấp vào nút "giữa".
3.2.3. Bật đèn
Việc tự động bật đèn chiếu sáng diễn ra vào một giờ và phút cố định. Sau khi vào "Menu" (chương 3.2) và chọn tùy chọn "Bật sáng", nhấp vào nút "Xác nhận", đặt giờ và phút bằng cách tăng hoặc giảm giá trị hiện tại bằng các nút "trái" và "phải". Xác nhận cài đặt giờ và phút được thực hiện bằng cách nhấp vào nút "giữa".
3.2.4. Tắt đèn
Việc tự động tắt ánh sáng diễn ra vào một giờ và phút cố định. Sau khi vào "Menu" (chương 3.2) và chọn tùy chọn "Tắt đèn", nhấp vào nút "Xác nhận", đặt giờ và phút bằng cách tăng hoặc giảm giá trị hiện tại bằng các nút "trái", "phải". Xác nhận giờ và phút sau đó được thực hiện bằng cách nhấp vào nút "giữa".
3.2.5. Rơle 1
Việc tự động bật rơle1 diễn ra tại một khoảng thời gian cụ thể được tính theo giờ kể từ khi cài đặt được lưu. Sau khi vào "Menu" (chương 3.2) và chọn tùy chọn "Rơle 1" bằng cách nhấp vào nút "Xác nhận", hãy đặt giá trị khoảng bằng cách tăng hoặc giảm giá trị hiện tại bằng các nút "trái" và "phải". Xác nhận cài đặt được thực hiện bằng cách nhấp vào nút "giữa".
3.2.6. Rơle 2
Việc tự động bật rơle 2 diễn ra với một khoảng thời gian cụ thể được tính theo giờ kể từ thời điểm lưu cài đặt. Sau khi vào "Menu" (chương 3.2) và chọn tùy chọn "Rơle 2" bằng cách nhấp vào nút "xác nhận", hãy đặt giá trị khoảng thời gian bằng cách tăng hoặc giảm giá trị hiện tại bằng các nút "trái", "phải". Xác nhận cài đặt được thực hiện bằng cách nhấp vào nút "giữa".
3.2.7. đồng hồ
Đồng hồ thời gian thực được đặt bằng cách vào "Menu" (chương 3.2), chọn tùy chọn "Đồng hồ" và nhấp vào nút "Xác nhận". Đặt giờ và phút bằng cách tăng hoặc giảm giá trị hiện tại bằng các nút "trái" và "phải". Xác nhận giờ và phút sau đó được thực hiện bằng cách nhấp vào nút "giữa".
3.2.8. cảm biến
Xác định cảm biến bên ngoài và cảm biến bên trong sau khi vào "Menu" (chương 3.2), chọn tùy chọn "Cảm biến" và nhấp vào nút "Xác nhận". Bằng cách nhấp vào nút "trái" hoặc "phải", số đọc từ các cảm biến được thay đổi, chúng phải được đặt theo cách sao cho nhiệt độ được chỉ ra bởi cảm biến bên ngoài bên cạnh biểu tượng sóng và nhiệt độ môi trường bên cạnh biểu tượng tòa nhà.
3.2.9. Đặt lại cài đặt
Đặt lại cài đặt đặt lại cài đặt:
- duy trì nhiệt độ,
- thời điểm bật và tắt đèn,
- khoảng thời gian của rơle thời gian ON.
3.3 Bảng trạng thái thiết bị
Bảng trạng thái thiết bị chứa thông tin cơ bản về các thiết bị bên ngoài, thời gian hiện tại và nước và nhiệt độ môi trường.
Hình. Bảng trạng thái thiết bị hiển thị trên màn hình LCD.
Tab. Ý nghĩa của các biểu tượng - bảng trạng thái thiết bị.
| biểu tượng | nghĩa |
 | Nhiệt độ nước |
 | Nhiệt độ môi trường |
 | Chiếu sáng trên |
 | Máy sưởi đang bật |
 | Rơle đang bật |
 | Thời gian hiện tại |
4. Tập tin
Hồ sơ dự án.
- Sạc vi điều khiển (phiên bản 0.9).
- Thiết kế PCB ở định dạng PDF.
- Bản địa hóa các yếu tố trên PCB ở định dạng PDF.
Danh mục ghi chú.
- PIC18F4550 - vi điều khiển.
- DS1307 - đồng hồ thời gian thực.
- DS18B20 - cảm biến nhiệt độ.
- MOC3063 - optoisolator kiểm soát triac.
- BTA16-6008 - triac điều khiển thiết bị bên ngoài.
5. Tài liệu tham khảo
Nguồn:http://noweenergie.org/index.php?0/Article/20
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét