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.
Thay đổi trong phiên bản 2.0
Bộ điều khiển là phiên bản mới của hệ thống opsian trong bài viết "Bộ điều khiển hồ cá v1.0 ".
Thay đổi ngụ ý:
Thay đổi ngụ ý:
- máy biến áp trên bảng mạch,
- thay đổi đường dẫn trên PCB - tăng sự tách biệt giữa các mạch điện áp cao và thấp,
- thay đổi bộ vi điều khiển từ PIC18F4550 thành PIC16F877A,
- bàn phím điều khiển được kết nối với bộ chuyển đổi kỹ thuật số tương tự (thay thế bốn cáp - hai),
- xuất ba bộ chuyển đổi tương tự trên bo mạch chủ (một bộ dành riêng cho hoạt động bàn phím),
- từ chức từ cổng USB, thay thế bằng cổng UART,
- khả năng sử dụng phần cứng PWM để điều khiển ánh sáng (làm sáng / làm mờ mịn) và bộ gia nhiệt,
- từ chức vì đọc nhiệt độ phòng,
- một trình kết nối lập trình tương thích với ICSP PicProg3.
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 135mm x 95mm.
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
Thành phần chính là vi điều khiển PIC16F877A, 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 |
|---|---|
| R2, R3 | 10k |
| R 1, (R4), R5, R6, (R7), (R9) | 4,3k |
| R8 | 4,7k |
| R14, R16, R15 | 470 |
| R10, R11, R12, R13 | 360 |
| C1, C2 | 22pF |
| C3 | 100nF |
| C4 | 100uF |
| C5, C6 | 470uF |
| U1 | PIC16F877A (vi điều khiển) |
| U2 | DS1307 (đồng hồ thời gian thực) |
| BAT | CR2032 (pin 3,3V) |
| BUZZ | HCM1005 (còi 5V) |
| (gắn ra khỏi tấm) | DS18B20 (cảm biến nhiệt độ) |
| U5, U6 | BTA16-6008 (triac) |
| U3, U4 | MOC3061 |
| U7 | LM7805 (ổn áp 5V) |
| Quý 1, quý 2, quý 3 | 2N3904 (bóng bán dẫn) |
| D4 | cầu chỉnh lưu |
| D1, D2, D3 | 1N4004 (diode chỉnh lưu) |
| HFKW 005-1ZW (rơle 5V) | |
| X1 | 20 MHz (thạch anh) |
| X2 | 32,768 kHz (thạch anh) |
| J1, J2, J3, J4, J5, J6, J7, J8, J9, J10, | 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 |
| I2C | Bus dữ liệu nối tiếp I2C |
| 1W | Xe buýt 1Wire để kết nối cảm biến nhiệt độ |
| ICSP | Liên kết lập trình vi điều khiển ICSP |
| 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 (230 VAC) |
| gr | Ổ cắm nóng (230 VAC) |
| Zas | Ổ cắm điện 230 VAC |
2.2. vi điều khiển
Bộ vi điều khiển PIC16F877A bốn mươi pin với công suất tính toán 5 MIPS. Nó được nhà sản xuất trang bị trong số những thứ khác trong PWM, bus I2C và trong bộ điều chỉnh kỹ thuật số tương tự tám kênh mười bit. Hoạt động trong phạm vi điện áp từ 2V đến 5,5V. Nó cung cấp cho bạn bộ nhớ Flash 14KB và bộ nhớ 368 B. Nó có hai bộ định thời 8 bit và một bộ hẹn giờ 16 bit.
Vẽ chì PIC16F877A (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 | D4 | C5 | C4 | D3 | D5 | D7 | D6 | GND | 5V | GND | D2 | 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. Khởi động thiết bị
Trong quá trình vận hành, thiết bị sẽ phát hiện các cảm biến nhiệt độ được kết nối, tóm tắt hoạt động với một thông báo phù hợp trên màn hình.
Lần khởi động đầu tiên yêu cầu cấu hình thiết bị:
- 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 cài đặt giờ và phút 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 cài đặt giờ và phút được thực hiện bằng cách nhấp vào nút "giữa".
3.2.8. 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 chỉ báo nhiệt độ nước.
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 |
 | Chiếu sáng trên |
 | Máy sưởi đang bật |
 | Rơle đang bật |
 | Thời gian hiện tại |
4. Tập tin
Hồ sơ dự án.
Danh mục ghi chú.
- PIC16F877A - 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/24
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét