Auf dem Bauernhof sowie in einem Privathaus oder einer Werkstatt, die GarageEs gibt viele Prozesse, die mit einer Änderung der Temperatur und einer möglichen Reaktion auf diese Änderungen verbunden sind. Darüber hinaus können die Reaktionen sehr unterschiedlich sein und von Zeit und Kalender abhängen. Es kann ein „großer Bruder“ sein, sich um das Aquarium-Terrarium oder die komplexe schrittweise Wärmebehandlung in einem Hochtemperaturofen zu kümmern, das Heizungs- und Lüftungssystem zu Hause zu steuern und einfach die Bildungseinrichtung anzurufen.
Es ist nicht schwierig, ein ähnliches Problem mit einem Mikroprozessor-basierten Funkdesigner als Steuerung zu lösen. Zum Beispiel von Masterkit angeboten.
Hauptmerkmale des Geräts.
Timer-Steuerung:
Schalten Sie die Last in einem bestimmten Zeitraum ein
Lastmanagement für bestimmte Wochentage, Tage in einem Monat oder für ausgewählte Monate.
Temperaturregelung (Temperaturregelung):
Management als Kühler
Heizungssteuerung
Weckerton + Licht (Hintergrundbeleuchtung des Displays).
1. Die Anzahl der angeschlossenen Temperatursensoren: 32.
2. Nichtflüchtige Echtzeituhr (vollständiger Kalender unter Berücksichtigung der Schaltjahre).
3. Speichern Sie alle Einstellungen im nichtflüchtigen Speicher. Fortsetzung des korrekten Programmbetriebs bei vorübergehender Trennung vom Netzwerk.
4. Ausgänge:
a. Optokoppelte Kaskade zum Anschließen von Leistungstriacs (optional - 4 Optokoppler sind bereits auf der Platine vorhanden, es können 8 weitere hinzugefügt werden, um externe Stromkaskaden an Thyristoren / Triacs zu steuern).
b. Logikausgänge mit einem maximalen Strom von 10mA.
5. Fernbedienung des Thermostats über den COM - Computeranschluss über eine speziell entwickelte Software.
7. Anzeige: 2-zeiliges 16-stelliges LCD-Display mit der Möglichkeit, den Kontrast und die Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung programmgesteuert zu steuern.
8. Tonanzeige über den eingebauten Mikrolautsprecher.
Ein schematisches Diagramm des Geräts ist unten dargestellt.
Schaltungsbeschreibung
Der Thermostat basiert auf dem Atmel Mega32 Mikrocontroller. An die Eingangs- / Ausgangsanschlüsse sind folgende Komponenten angeschlossen: eine zweizeilige Textanzeige, ein DS1307-Echtzeituhrchip, ein MAX232IN-Pegeltreiber und Optosimulationen. Der Tastaturblock besteht aus einer separaten Karte. Der gedrückte Tastencode wird vom Analog-Digital-Wandler (ADC) der Steuerung decodiert.Darüber hinaus überwacht der ADC den Status der Pufferbatterie für die Uhr. Der Spannungsstabilisator befindet sich auf dem LM7805-Chip. Die Temperatursensoren DS18B20 werden über das 1-Draht-Protokoll angeschlossen. Die Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung wird mit einem Transistorschalter eingestellt. Mit einem Miniaturlautsprecher, der über einen Isolationskondensator und einen Löschwiderstand mit dem Controller-Port verbunden ist, kann das Gerät Tonsignale ausgeben.
Die Leistung der Schaltung wird durch das interne Mikrocontrollerprogramm sichergestellt. Beim Start analysiert das Programm den 1-Draht-Bus und initialisiert die „registrierten“ Temperatursensoren auf einen 12-Bit-Wärmekonvertierungsmodus. Als nächstes werden alle anderen Blöcke initialisiert (Textanzeige, RS232-Port, Taktchip). Nach der Initialisierung wechselt das System in den Hauptschleifenmodus. In diesem Modus werden die aktualisierten Informationen von der Uhr, von den Sensoren ständig verarbeitet und der Status der Steuertasten überwacht. Darüber hinaus läuft der für die Timer-Steuerung verantwortliche Prozess ständig.
Das Gerät wird in Form eines Satzes von Funkelementen mit Leiterplatten angeboten, unter anderem eines Mikrocontrollers mit einem Programm. Strukturell sieht der zusammengebaute Thermostat-Timer aus wie ein Volumenmodul, das aus drei Platinen zusammengesetzt ist. Auf dem größten "Motherboard", auf Metallschraubengestellen, sind zwei zusätzliche Platinen installiert - eine Anzeige und eine Tastatur.
Was wurde verwendet.
Werkzeuge
Eine Reihe von Werkzeugen für die Funkinstallation, ein Lötkolben mit Zubehör, ein Multimeter. Ein Schmuckpuzzle war praktisch. Ein kleines Bankwerkzeug. Etwas zum Bohren von Löchern und Bohrern. Gebrauchter Schmelzkleber. Bautrockner für die Arbeit mit Heatpipes. Ein Lötkolben mit einer Leistung von ca. 60 Watt zum Strukturlöten. An einigen Stellen waren ein Bohrer, ein kleiner Gasbrenner und ein Schraubenzieher nützlich.
Material.
Der Radiodesigner selbst. Radioelemente für elektronisch Schlüssel, Stromversorgung, auch verwendete Folienstücke für Leiterplatten, verschiedene Heatpipes, Befestigungsdraht, Befestigungselemente. Verzinktes Stahlblech für die Frontplatte, ein Stück Plexiglas. Zugriff auf einen Computer mit einem Drucker.
Ursprünglich wurde das Modul als Steuergerät für die Fußbodenheizung in einer Stadtwohnung eingesetzt.
Der gesamte beheizte Bereich (Flur, Küche, Bad-WC) bestand aus vier unabhängigen Heizungen. "Dünne warme Böden" wurden in eine Schicht Fliesenkleber gelegt. Zusammen mit jedem Heiznetz wurde ein digitaler Temperatursensor DS18B20 zugemauert. Alle Drähte wurden in einem speziellen Schrank in der Küche gepflanzt. Hier waren einige elektrische Komponenten, die nicht mit Fußbodenheizung zu tun hatten - eine Einheit zum reibungslosen Einschalten von Halogenlampen im Badezimmer (wie in einem Theater, ohne sie hatten sie eine extrem geringe Ressource), ein RCD des Kessels. Die Steuereinheit war mit Triac-Schlüsseln an leistungsstarken Heizkörpern ausgestattet, einem Netzteil. Der Schrank hatte zwei Lüftungsgitter und eine Tür mit einem Schloss.
Oben die Schaltung einer der Triac-Tasten. Es wird empfohlen, die in der Abbildung gezeigten RC-Schaltungen zu verwenden, die parallel zu den Thyristoren geschaltet sind, um ihre dynamischen Eigenschaften zu verbessern. Der kleinste Widerstand des Bereichs entspricht der ohmschen Last und der größere bis induktive. Parallel dazu wurde die Last durch eine Neonröhre eingeschaltet. In Sichtweite platziert, sehr praktisch beim Einrichten und Überwachen von Arbeiten.
Im Dorf wurde ein Thermostat-Timer von der alten Computersystemeinheit in das Gehäuse verlegt. Das Hauptfeld seiner Tätigkeit ist die Steuerung von Heizelementen im Ofen. Zu dieser Zeit musste ich oft mehrere Tage abreisen, auch im Winter. Beim Heizen zu Hause ist der Prozess sehr träge - die ersten anderthalb bis zwei Tage nach der Ankunft mussten einfrieren.Die automatische Steuerung der elektrischen Heizung im Ofen verhinderte dies bei einem angemessenen Stromverbrauch.
Da sich die Steuereinheit auf der Straße befand - im unfertigen Keller des Hauses - wurde das Gehäuse isoliert und einer der Kanäle mit einer kleinen Heizung von mehreren Watt mit fünf Watt Drahtwiderständen in einem rechteckigen Keramikgehäuse beladen (Pfeil auf dem Foto). Sie hielten sich innerhalb des Gehäuses einige Grad über Null. Zum Schalten der Heizung wurde ein kleines Schütz verwendet.
Nach einiger Zeit war ein solcher Ofenmodus nicht mehr erforderlich und die Steuereinheit wurde für den Einsatz in modernisiert. Die Gehäusedämmung wurde entfernt, das Modul wurde an eine der Wände verschoben, so dass es bequem von außen zu verwenden war. Schütz entfernt, leistungsstarker Thyristorschalter für einen Kanal hinzugefügt - Heizungssteuerung. Der Rest der Schlüssel ist stromsparend, ihre Last ist gering - Lüfter und möglicherweise zusätzliche Beleuchtung (Sämlinge).
Das Steuermodul wird in separate Platinen zerlegt, die alle mit Hilfe von Racks in derselben Ebene befestigt werden, so dass es bequem von außen verwendet werden kann - der Bildschirm befindet sich oben, darunter befinden sich Schaltflächen. Gegenüber dem Bildschirm wurde natürlich eine rechteckige Öffnung geschnitten. Die Messinggestelle mit flachem Ende wurden einfach mit verzinktem Stahl verlötet (es ist gut mit „Lötsäure“ - Zinkchlorid behandelt). Auf dem "Motherboard" werden zur Erhöhung der Zuverlässigkeit der Stromanschluss und der Sensoranschluss entfernt. Die Kabel vom Befestigungsdraht sind mit ihren Pads verlötet.
An der Vorderwand des Gehäuses ist eine Metallplatine mit installiertem Thermostat montiert. Blindnieten.
Die Vorderseite ist auf einem Farbdrucker gedruckt und mit einem Stück Plexiglas bedeckt. Im Allgemeinen erwies sich das Design als "industriell" und es ist nicht schlecht.
Der Thyristorschlüssel wurde gemäß dem obigen Schema zusammengebaut. Die Vorteile gegenüber dem Triac sind in zwei Fällen die „Diversität“ des Schlüsselkristalls - ein deutlich größerer Bereich der Wärmeabfuhr. Den Rest sehen Sie im Diagramm mit dem Triac.
Das Thermostatmodul wurde auf Version 1.9 aktualisiert. Dies ermöglichte es uns, mehrere weitere nützliche Funktionen des Geräts zu verwenden. Beispielsweise wurde es bequemer, analoge Sensoren zu verwenden. Es zeigte sich eine sehr nützliche Fähigkeit - die Abhängigkeit verschiedener Phasen des Programms voneinander. Eine alternative Version des Steuerprogramms für den Computer ist ebenfalls an die neue Version angehängt. Der nützlichste Unterschied ist der Modus „Datenerfassung“, bei dem die Temperatur der Sensoren in einer Datei aufgezeichnet wird. Ich möchte Sie daran erinnern, dass Updates vom Entwickler verteilt werden und sich unter den obigen Links befinden.
Bis zur Gartensaison war der Thermostat an Nebenarbeiten beteiligt - beladen mit einem improvisierten „Trockenschrank“ aus einem alten Ofen zum Trocknen eines Fotolacks auf Rohlingen von Leiterplatten und anderen Eisenstücken - der Prozess umfasst einen ziemlich genauen Temperaturbereich.