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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 수족관 컨트롤러. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 가정, 가정, 취미 수족관 물고기를 키우는 것은 상당히 노동집약적인 작업입니다. 정시에 조명을 켜고, 밤에는 압축기를 끄고, 적시에 음식을 공급하고, 공급 중에는 필터를 끄는 등의 작업이 필요합니다. 이 작업을 단순화하기 위해 제안된 장치가 개발되었습니다. 다른 유사한 램프와 달리 백열등이 아닌 수족관을 비추는 LED를 제어하도록 설계되었습니다. 수족관에 LED 조명을 장착했는데, 이는 물고기의 건강과 색상뿐 아니라 수족관 식물의 발달에도 유익한 효과를 줍니다. 여러 가지 색상으로 만들어졌으며 켜거나 끌 수 있을 뿐만 아니라 밝기와 백라이트 색상이 다른 최대 XNUMX개의 상태를 순환할 수 있습니다. 또한, 사용자가 지정한 프로그램에 따라 다른 수족관 장비의 동작을 제어하는 것도 가능합니다. 표시기는 현재 시간, 압축기 및 필터 상태, 평균 수온 및 히터 상태, 현재 가열 전력을 공칭 대비 백분율로 표시합니다. 기계는 디지털 센서 DS18B20으로 수온을 측정하며 두 개의 센서를 연결하고 판독 값의 산술 평균을 사용하여 온도를 안정화하는 것이 가능합니다. 압축기를 켜고 끄는 데 사용되는 소프트웨어 타이머가 XNUMX개 있고, 필터를 켜고 끄는 타이머가 XNUMX개 더 있습니다. 전기 급이 장치의 경우 하루 수유 횟수, 수유 당 음식 제공 횟수, 식사 간 일시 중지 기간을 설정할 수 있습니다. 기계는 제어 보드와 전원 및 스위칭 보드의 두 가지 주요 블록으로 구성되며 그 다이어그램은 각각 그림 1에 나와 있습니다. 2 및 그림. 5. 첫 번째 보드의 커넥터 XP6는 플랫 케이블로 두 번째 보드의 커넥터 XP2에 연결됩니다. 조립된 장치에서 출력 PC4 및 PC5에서 마이크로 컨트롤러 DD3에 의해 생성된 신호는 릴레이 K4, K1를 제어하는 전계 효과 트랜지스터 VT2 및 VT6의 게이트에 공급됩니다. 릴레이 접점은 XT7, XT1 블록으로 연결되며 이를 통해 필터 및 압축기 모터에 전원이 공급됩니다. 릴레이 권선과 병렬로 자기 유도 전압 서지를 억제하는 다이오드 VD4, VDXNUMX가 설치됩니다.
그림에 표시된 다이어그램에 따라 커넥터 XP2를 통해. 3, 제어 버튼 SB2-SB5 및 LCD HG1(각각 16자씩 두 줄)이 마이크로컨트롤러에 연결됩니다. 다이어그램에 표시된 WH1602C LCD 대신 MT-16S2D 또는 기타 유사한 표시기가 적합합니다. 전계 효과 트랜지스터 VT1은 마이크로 컨트롤러의 신호를 사용하여 LCD 백라이트의 밝기를 제어하고 저항 R1은 최대 백라이트 전류를 제한합니다. 표시기의 대비를 제어하기 위한 전압 분배기는 저항 R2-R4에 조립됩니다.
DS1307(DD1) 실시간 클록 칩용 전원 공급 장치는 주 전원이 꺼져도 클록이 계속 작동하는 리튬 셀 G1에 의해 백업됩니다. 이 칩은 인터페이스 I을 통해 마이크로컨트롤러에 연결됩니다.2C. 요소 G1의 상태를 모니터링하기 위해 저항 분배기 R6R7을 통한 전압의 일부가 마이크로 컨트롤러의 핀 37(내장된 ADC의 입력)에 공급됩니다. DD2 ATmega644 마이크로컨트롤러는 2MHz 주파수의 ZQ20 수정 크리스털과 함께 작동합니다. 저항 R8과 커패시터 C2는 마이크로컨트롤러를 초기 상태로 설정하는 회로를 형성합니다. 프로그램 오류 발생 시 이 상태로 전환하려면 SB1 버튼을 사용하세요. L1C6 - 마이크로컨트롤러 ADC 전력 필터. Connector XP3은 마이크로 컨트롤러를 프로그래머에 연결하도록 설계되었습니다. 마이크로컨트롤러 구성은 표에 따라 프로그래밍됩니다.
게이트는 XT1-XT1 블록의 핀 3에 연결되고 수족관 백라이트 LED를 제어하는 다이어그램에 표시되지 않은 전계 효과 트랜지스터 소스 (IRLR2N 트랜지스터가 사용됨)는 핀 024에 연결됩니다. 커넥터 XP4는 그림 4에 표시된 다이어그램에 따라 연결하도록 설계되었습니다. 2003, 온라인 상점에서 구매한 전자 피더 "Feeder AF1". 피더를 선택할 때 LCD 표시기가 없다는 점에 주의해야 합니다. 커넥터 XPXNUMX은 피더 아래 수족관 뚜껑에 있는 댐퍼 드라이브를 연결하는 데 사용됩니다.
피더의 전자 부품은 모두 제거되었으며, 전기 모터(그림 1의 M4)와 리미트 스위치 SF1만 남았습니다. 피더의 마지막 회전을 사용하여 마이크로 컨트롤러 DD2는 모터 M5을 켜고 끄는 전계 효과 트랜지스터 VT1에 대한 제어 신호를 생성합니다. 모터 공급 전압(3V)은 DA2 통합 안정기에 의해 안정화됩니다. 모터가 소비하는 전류는 상당히 크기 때문에 모터에 전원을 공급하려면 XT9 블록에 연결된 별도의 소스가 필요합니다. LED 조명 전원을 사용했습니다. 커넥터 XP7은 플랫 케이블로 제어 보드의 커넥터 XP4에 연결됩니다. 커패시터 C17은 모터 M1에서 발생하는 소음을 억제합니다. 주전원 전압 220V가 XT4 블록에 공급됩니다(그림 2 참조). 변압기 T6에 의해 1V로 감소된 교류 전압은 다이오드 브리지 VD2를 정류합니다. 평활 커패시터 C8은 다이오드 VD3에 의해 브리지에서 분리되므로 저항 분배기 R24R25의 전압은 2에서 진폭 값으로 맥동합니다. 이 전압의 일부는 트랜지스터 VT100의 베이스에 공급되므로 결과적으로 주전원 전압의 순간 값이 2에 가까울 때 트랜지스터가 닫힙니다. 트랜지스터 VT2의 콜렉터에서 XNUMXHz 주파수의 펄스가 마이크로 컨트롤러의 PDXNUMX 입력에 공급됩니다. 커패시터 C8에 의해 평활화된 정류 전압으로부터 안정기 DA1은 장치의 모든 구성 요소에 전원을 공급하기 위해 5V의 안정화된 전압을 생성합니다. 마이크로 컨트롤러의 PC3 출력에서 신호는 광시미스터 U1로 전달되고, 이는 차례로 수족관의 온수기 전력을 조절하는 트라이액 VS1을 제어합니다. 회로 R31C12는 트라이악의 전압 서지를 억제합니다. 열 릴레이가 내장되지 않은 히터가 XT8 블록에 연결됩니다. 그림에 표시된 다이어그램에 따르면. 5, XT5 블록에는 수족관에 설치된 하나 또는 두 개의 온도 센서 BK1, BK2가 연결됩니다. 그 중 하나가 실패하면 나머지 하나의 판독값에 따라 온도 제어가 계속됩니다. 둘 다 없거나 오작동하는 경우 온수기가 꺼지고 표시기에 메시지가 표시됩니다.
제어 회로 기판의 도면이 그림 6에 나와 있습니다. 1. 설치된 커넥터 유형 : XP3 - PLS-2, XP16 - IDC-16MS (BH-3), XP06 - IDC-06MS (BH-4), XP04-WF-5, XP08 - IDC-08MS (BH - 12). 보드에는 2032개의 점퍼 와이어와 1개의 표면 실장 점퍼가 있습니다. CR02(G1) 리튬 셀의 경우 BS-XNUMXD-XNUMXB 홀더가 제공됩니다.
전원 및 스위칭용 인쇄 회로 기판은 그림 7에 나와 있습니다. 6. 여기서 XP08 커넥터는 IDC-08MS(BH-1)입니다. 변압기 T2 - 6A 전류에서 6V의 0,4차 전압을 갖는 TPK-78-05V. 5M0,5CDT 통합 안정기는 4100V의 전압 및 최소 5A의 부하 전류에 대해 다른 안정기로 교체할 수 있습니다. 두 릴레이 모두 - HK5F-DC9V-SHG 대신 12V 권선과 최대 스위칭 전압 및 전류를 갖춘 다른 릴레이가 적합하므로 필터와 압축기의 안정적인 제어가 보장됩니다. 커패시터 C73, C17 - KXNUMX-XNUMX 또는 수입 아날로그.
피더 제어 장치(그림 4의 다이어그램)는 그림 8에 표시된 인쇄 회로 기판에 조립됩니다. 2. 단순성으로 인해 SB5-SBXNUMX 버튼이 있는 보드 그림은 제공되지 않습니다.
장치를 켜면 LCD에 스플래시 화면이 나타난 후 자동으로 "메인" 메뉴로 전환됩니다. 처음 시작한 후에는 이 메뉴에서 SB3 "선택" 버튼을 누르고 표시기에 "공장 설정으로 재설정"이라는 문구가 나타날 때까지 누른 다음 SB2 "메뉴" 버튼을 눌러야 합니다. 시간은 화(화) 23:59:59, 날짜는 30:04:13으로 설정되며, 모든 설정이 초기화됩니다. 이는 프로그램의 기본 설정입니다. G1 요소가 방전되거나 누락되었을 때 장치의 외부 전원 공급 장치를 끄면 장치를 켠 후 표시기에 의미없는 표시가 나타나는 것이 실험적으로 발견되었습니다. 이 경우 SB4 "+", SB5 "-" 버튼을 동시에 누르고 1307초 이상 누르고 있어야 합니다. DSXNUMX 칩이 원래 상태로 복원되고 표시기의 정보가 업데이트됩니다. SB2 버튼을 누르면 "Main" 메뉴에서 "Compressor settings" 메뉴로 이동합니다. 여기에서 SB3 버튼을 누르고 "첫 번째 타이머" 하위 메뉴로 이동합니다. 그런 다음 SB1 버튼을 눌러 "타이머 켜짐/꺼짐", "타이머 켜짐 시간", " 타이머 켜짐 분", "타이머 꺼짐 시간" 또는 "타이머 꺼짐 분"을 변경하도록 선택합니다. 선택한 매개변수는 버튼 SB2 및 SB4를 눌러 변경됩니다. 그런 다음 SB3 버튼을 눌러 "2nd 타이머" 하위 메뉴로 이동합니다. 이 하위 메뉴의 모든 작업은 위에 설명된 작업과 유사합니다. 다음에 SB3 버튼을 누르면 "3번째 타이머" 하위 메뉴로 이동하여 동일한 방식으로 구성됩니다. SB3 버튼을 다시 누르면 변경된 모든 매개변수 값이 마이크로컨트롤러의 EEPROM에 저장되고 "압축기 설정" 메뉴로 돌아갑니다. SB3 버튼을 다시 누르면 이 메뉴에서 "필터 펌프 설정" 메뉴로 이동합니다. 압축기 타이머처럼 설정할 수 있는 타이머도 XNUMX개 있으며, 세 번째 타이머를 설정한 후 변경된 모든 매개변수는 EEPROM에 저장됩니다. "필터 펌프 설정" 메뉴에서 SB2 버튼을 눌러 "히터 설정" 메뉴로 이동합니다. 여기에서 SB3 버튼을 누르면 "히터" 하위 메뉴로 이동하고 SB4 및 SB5 버튼을 누르면 수족관 가열을 켜거나 끌 수 있습니다. 다음으로 SB3 버튼을 눌러 "물 온도" 하위 메뉴로 이동하고 SB2 버튼을 눌러 온도 하한 임계값(히터 전력이 증가하기 시작하는 온도 이하) 또는 히터 전력이 증가하기 시작하는 상한 임계값을 선택합니다. 감소하다) 변경하다. 다음으로 SB3 버튼을 누르면 변경된 값이 EEPROM에 저장되고 '히터 설정' 메뉴로 돌아갑니다. 여기에서 SB2 버튼을 누르면 프로그램이 "조명 설정" 메뉴로 이동합니다. 여기에서 SB3 버튼을 누르면 "On time" 하위 메뉴가 열립니다. SB2 버튼을 누르면 전원을 켜는 시간 또는 분을 선택하여 변경할 수 있습니다. 선택한 매개변수는 버튼 SB4 및 SB5를 눌러 변경됩니다. 그런 다음 SB3 버튼을 눌러 "1 단계" 하위 메뉴로 이동하고 SB2 버튼을 눌러 "작동 시간", "PWM 파란색 LED 조정", "PWM 빨간색 LED 조정" 또는 "작동 시간 조정" 변경을 선택합니다. PWM 백색 LED”. 선택한 매개변수는 버튼 SB4 및 SB5를 눌러 변경됩니다. 작동 시간은 0~600 범위의 분 단위로 설정됩니다. 다음에 SB3 버튼을 누르면 "2단계" 하위 메뉴로 이동하며 모든 작업은 이전 작업과 동일합니다. "스테이지" 하위 메뉴의 수는 XNUMX개에 달하며 각 하위 메뉴에 대해 자신만의 매개변수를 설정할 수 있습니다. 예를 들어, LED의 밝기가 점진적으로 증가하거나 감소하는 짧은 단계의 시퀀스를 설정하여 백라이트를 부드럽게 켜거나 끄는 것이 구현됩니다. 구성되지 않은 단계는 XNUMX 상태로 유지되며 백라이트의 특성에 영향을 주지 않습니다. "Stage 50" 하위 메뉴에서 SB3 버튼을 누르면 "조명 설정 종료" 메시지가 표시기에 나타납니다. 그런 다음 동일한 버튼을 누르면 모든 설정이 마이크로 컨트롤러의 EEPROM에 저장되고 "조명 설정" 메뉴로 돌아갑니다. 이 메뉴에서 SB2 버튼을 누르면 "시계 설정" 메뉴로 이동하고, SB3 버튼을 누르면 "날짜 설정" 하위 메뉴로 이동합니다. SB2 버튼을 눌러 변경할 일, 월 또는 연도를 선택합니다. 매개변수는 SB4 및 SB5 버튼을 눌러 변경됩니다. 다음으로, SB3 버튼을 눌러 "요일 설정" 하위 메뉴로 이동합니다. SB4 및 SB5 버튼을 사용하여 월요일(월)부터 일요일(일)까지 요일을 선택하고 SB3 버튼을 누르면 "시간 설정" 하위 메뉴로 이동합니다. 여기에서 SB2 버튼을 눌러 변경할 시간, 분, 초를 선택하고 SB4 및 SB5 버튼을 눌러 원하는 값을 설정합니다. SB3 버튼을 누르면 입력된 시간이 기억되어 '시계 설정' 메뉴로 돌아갑니다. 다음에 SB2 버튼을 누르면 "시계 수정" 메뉴로 이동하고 SB4 및 SB5 버튼을 사용하여 수정 시간(+9에서 -9까지)을 변경합니다. 이 시간은 자동으로 입력됩니다. 하루에 한 번 시계 판독. 다시 SB2 버튼을 누르면 설정값이 EEPROM에 저장되고 '시계수정주' 메뉴로 이동합니다. 여기에서는 SB4 및 SB5 버튼을 사용하여 일주일에 한 번 시계 판독값에 대한 수정 시간(+6 ~ -6)을 설정합니다. SB2 버튼을 다시 누르면 보정값이 EEPROM에 저장되고 'LCD 백라이트 밝기' 메뉴로 이동합니다. 이 매개변수는 4~5% 범위 내에서 SB0 및 SB100 버튼을 사용하여 변경할 수 있습니다. SB3 버튼을 누르면 "백라이트 시간" 하위 메뉴로 이동합니다. 버튼 SB4, SB5는 버튼을 마지막으로 누른 후 LCD 백라이트 작동 지속 시간(초 단위)을 설정합니다. 그런 다음 SB3 버튼을 눌러 "반환 시간" 하위 메뉴로 이동합니다. SB3 및 SB4 버튼을 사용하여 복귀 지연을 "Main" 메뉴로 변경합니다. 다음에 SB3 버튼을 누르면 "LCD 백라이트 밝기" 메뉴로 돌아갑니다. 이 전환 중에 고려되는 하위 메뉴에서 변경된 매개 변수 값은 마이크로 컨트롤러의 EEPROM에 저장됩니다. "LCD 백라이트 밝기" 메뉴에서 SB2 버튼을 누르면 마이크로 컨트롤러에서 측정한 리튬 요소 G1의 전압 값이 LCD에 표시됩니다. 동일한 버튼을 다시 누르면 "View Temp." 메뉴로 이동하여 온도 센서의 판독값을 볼 수 있습니다. 센서가 비활성화된 경우 온도 값 대신 "1-Off" 또는 "2-Off"가 표시됩니다. 다음에 SB3 버튼을 누르면 "D1 ROM Cod" 하위 메뉴로 이동합니다. 여기서 SB2 버튼을 누르면 마이크로컨트롤러가 기계에 연결된 온도 센서의 고유 일련번호를 읽습니다. SB4 또는 SB5 버튼을 누르면 센서 D1로 추가 작동을 위해 이들 중 하나를 선택할 수 있습니다. SB2 및 SB5 버튼을 동시에 길게 누르면 이 선택이 고정됩니다. SB4 및 SB5 버튼을 동시에 길게 누르면 센서 D1 선택에 대한 정보가 삭제됩니다. SB3 버튼을 누르면 변경 사항이 EEPROM에 기록되고 "D2 ROM Cod" 하위 메뉴가 열립니다. 모든 작업은 설명된 작업과 유사하지만 센서 D2와 관련이 있습니다. 동일한 센서를 D1과 D2로 동시에 선택할 수는 없습니다. 그런 다음 SB3 버튼을 눌러 "센서 폴링 시간" 하위 메뉴로 이동합니다. 여기서 SB4 및 SB5 버튼을 눌러 센서 폴링 기간을 최대 60초로 설정합니다. SB3 버튼을 다시 누르면 설정값이 저장되고 “온도 보기” 메뉴로 돌아갑니다. 이제 SB2 버튼을 누르면 "공급 장치 설정" 메뉴가 열립니다. 여기에서 SB3 버튼을 누르면 "T-1" 하위 메뉴로 이동합니다. SB2 버튼을 사용하여 "활성화/비활성화", "타이머 작동 시간", "타이머 작동 분", "제공 횟수 - 피더가 작동되는 횟수", "피더 활성화 간 일시 중지" 항목을 선택합니다. 선택한 값은 SB4 및 SB5 버튼을 눌러 변경됩니다. SB3 버튼을 다시 누르면 변경된 모든 매개변수가 기억되고 "T-2" 하위 메뉴로 이동합니다. 다음에 동일한 버튼을 클릭하면 "T-3" 하위 메뉴로 이동하고, 다시 클릭하면 "공급 장치 설정" 메뉴로 돌아갑니다. 하위 메뉴 "T-2" 및 "T-3"의 작업은 "T-1"에 대해 설명된 작업과 유사합니다. 다음으로 SB2 버튼을 누르면 "서보 드라이브 설정" 메뉴로 이동합니다. 여기서 SB3 버튼을 누르면 "열기" 하위 메뉴로 이동하고 SB4, SB5 버튼을 사용하여 댐퍼 위치를 조정합니다. 열린 상태의 피더 아래. SB3 버튼을 다시 누르면 "닫힘" 하위 메뉴로 이동하여 닫힌 댐퍼의 위치를 조정합니다. 이러한 방식으로 선택된 댐퍼 위치는 이후에 전자 피더 작동 중에 채택됩니다. SB3 버튼을 마지막으로 누르면 변경된 모든 매개변수의 값이 EEPROM에 기록되고 프로그램이 "Main" 메뉴로 돌아갑니다. Sprint Layout 5.0 형식의 인쇄 회로 기판 파일과 마이크로컨트롤러 프로그램은 ftp://ftp.radio.ru/pub/2014/11/aquarium.zip에서 다운로드할 수 있습니다. 저자: A. Laptev
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