마이크로 컨트롤러의 범용 장치: 시계, 온도계, 온도 조절기, 알람 시계, 원격 제어 시스템. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 마이크로 컨트롤러

 기사에 대한 의견

장치 "범용 장치" (Universal Device)는 생활 공간을 자동화하여 사람들의 삶을 더 쉽게 만드는 여러 장치의 기능을 포함합니다. 장치가 빠르게 개선되고 있기 때문에 자체 USB 부트 로더가 있으므로 펌웨어를 업데이트하려면 연결하기 만하면됩니다. 범용 장치 컴퓨터에 연결하고 자체 프로그래밍 모드를 켜고 PC에서 펌웨어 업데이트 프로그램을 실행합니다. 동시에 휴대 전화의 펌웨어를 업데이트 할 때와 같이 "영원히"장치를 차단할 위험이 없습니다.

1. 장치 기능에 대한 간략한 설명

범용 장치 다음과 같은 기능이 있습니다.

• 시간은 "hh - mm - ss" 형식으로 표시됩니다(시간은 장치가 USB를 통해 연결된 컴퓨터와 자동으로 동기화됨).
• 더 큰 외부 신호 장치(예: 경적)를 연결할 수 있는 5개의 알람 시계. 모든 알람 설정은 최대 1000000 쓰기/지우기 주기가 있는 내장형 비휘발성 메모리에 저장할 수 있습니다.
• 2채널 온도 조절 장치가 있는 55개의 온도계(-125С ... +8С)(온도 조절 장치는 자율적이지 않음).
• 원격 제어(RC) 또는 컴퓨터를 사용하여 8개 부하(램프, 샹들리에, 펌프, 전기 모터 및 기타 전기 제품) 제어.

또한 장치는 USB 인터페이스를 통해 컴퓨터에 연결되며 위의 기능 외에도 다음을 사용할 수 있습니다.

• 알람 설정(시간, 요일, 신호 소스, 통화 시간).
• 모니터에 두 온도계의 현재 온도 표시. 여기서. 프로그램 시작 이후 온도 변화 그래프를 볼 수 있습니다.
• 부하 관리. 채널별 자동 온/오프 시간 설정, 온도 조절기 기능 제어.
• 동시에 리모컨을 사용하여 다음 기능을 제어할 수 있습니다.
  • Windows 기능을 관리합니다.
  • 마우스 컨트롤.
  • 가상 키 입력.
  • Winamp 플레이어 제어.
• 예를 들어 Winamp에서 트랙을 전환할 때 모든 창 위에 큰 메시지를 표시하는 기능. 따라서 5미터 이상 떨어진 곳에서도 모니터의 고집으로 현재 트랙을 볼 수 있습니다.
• 시스템 트레이(시계 근처)에 프로그램을 표시하고 프로그램을 자동으로 로드(Windows 로드와 함께)하는 옵션이 있습니다.

쌀. 2.1. 장치 다이어그램(확대하려면 클릭)

장치의 기본은 ATmega16 마이크로 컨트롤러이며 16MHz의 주파수에서 작동합니다. 전원은 USB 포트 또는 외부 전원 공급 장치(점퍼 J9에 의한 전원 선택)에서 제공될 수 있습니다.

장치에는 2개의 디스플레이가 있습니다: 문자 16x2 및 세그먼트(2개 세그먼트 4개). 세그먼트는 시간과 온도를 표시하도록 설계되었습니다. Symbolic - 일부 장치 기능을 관리하기 편리하도록 하되, 설정할 필요가 전혀 없습니다.

칩 IC6은 경보 설정, 온도 센서의 ROM 주소 및 기타 설정을 저장하도록 설계된 ROM AT24C64입니다.

TSOP1738 (TSOP1736을 설치하는 것이 좋습니다) - 리모콘의 IR 신호 수신기.

USB - 장치를 컴퓨터에 연결하기 위한 커넥터입니다.

BUZZER - 알람 시계용 신호 장치. 내장 생성기가 있는 경우 필수입니다.

IR-LED - 적외선 LED. 알람 설정에서 알람으로 선택할 수 있습니다. 무엇을 위한 것입니까? 예를 들어 방에 여러 사람이 있지만 아침에 일어나기만 하면 되는 경우 적외선이 나타날 때 진동하는 간단한 IR 신호 수신기를 조립하여 손에 붙인 다음 아침에 장치가 IR 송신기를 활성화하고 장치가 진동하여 잠에서 깨어납니다.

4 시프트 레지스터 74HC595. LED, 세그먼트 디스플레이 및 부하를 제어하도록 설계되었습니다.

8개의 LED(LED1 - LED8) - 그 목적은 프로그램 지침을 참조하십시오.

ULN2003은 달링턴 빌드입니다. 마이크로 회로는 부하를 제어하도록 설계되었으므로 각 출력(500번째 출력 제외)은 최대 XNUMXmA의 부하에 연결할 수 있습니다.

IRFZ44N (실수로 다이어그램에 다른 것을 넣었습니다) - 전계 효과 트랜지스터는 XNUMX 번째 부하를 제어합니다.

IC5는 5V 선형 레귤레이터입니다. 스위칭 레귤레이터(예: R-78xx)로 교체하는 것이 좋습니다. 그러면 장치의 효율성이 크게 향상됩니다.

*.sch 형식으로 구성표 다운로드(EAGLE을 통해 열기)

Sprint Layout 5 형식의 PCB.

쌀. 2.2. PCB

*.lay 형식으로 보드 다운로드 (구성 요소의 값을 보려면 관심 있는 구성 요소 위로 마우스를 가져갑니다.)

세그먼트 디스플레이로 KW4-563ASA가 매우 밝고 비용이 약 $1이므로 사용했습니다. 그리고 외부 온도 센서를 연결하기 위한 커넥터 - 오디오 잭.

다음은 일어난 일입니다.

쌀. 2.3. 기기 사진

1. 큰 세그먼트 표시기. 시간과 온도를 번갈아 표시합니다(왼쪽은 외부 온도계, 오른쪽은 내부 온도계).
2. 지표. 두 개의 극단적인 것(No. 1 및 No. 8)은 어둠 속에서 어떤 표시기가 어디에 있는지 이해하기 쉽도록 지속적으로 켜져 있습니다. 2 번 - 리모콘의 명령 수신이 활성화됩니다. 3번 - 리모콘의 명령은 컴퓨터용입니다. #4 예약됨. 5번 - ROM에서 읽기. 6번 - ROM에서 녹음. #7 장치가 PC의 요청에 응답할 때 켜집니다.
3. 문자 LCD 대비 제어.
4. 알람 시계용 신호 장치.
5. 액정 표시기(LCD).
6. 장치 제어 버튼.
7. 외부 온도 센서 DS18B20용 커넥터.
8. 리셋 버튼. 깜박임과 단순히 장치를 다시 시작하는 데 사용됩니다.
9.  내장 온도 센서 DS18B20.
10. 컴퓨터에 연결하기 위한 USB 커넥터입니다.
11. 적외선 LED. 알람 설정에서 알람으로 선택할 수 있습니다.
12. 원격 제어 신호 수신기.
13. 외부 전원 공급 장치 상태 표시기.
14. 전원을 선택하는 점퍼. 중간 및 왼쪽 접점이 닫히면 USB 포트에서 전원이 공급되고 중간 및 오른쪽 접점은 외부 전원 공급 장치에서 전원이 공급됩니다. PSU는 AC 또는 DC 전압 8-20V 일 수 있습니다.
15. 외부 전원 공급 장치 연결.
16. 부하를 연결합니다. 그림에서 볼 수 있듯이 오른쪽에는 8개의 부하를 연결하기 위한 접점이 있습니다. 1개의 VCC 핀은 공통이며 함께 연결됩니다. 나머지 접점(O8 - O1)은 부하를 켜고 끄는 키입니다. 예를 들어 혼을 연결하려면 "+"를 VCC에 연결하고 "-"를 출력(O8-OXNUMX) 중 하나에 연결해야 합니다.

아주 오랫동안 가장 적합한 리모컨을 찾기 위해 쇼핑과 시장에 갔고, 매장마다 다른 리모컨이 있었지만 내가 방문한 모든 매장에는 하나의 리모컨이 있었습니다. 매우 일반적이고 비용이 $ 3 이하이기 때문에이 리모콘을 구입하는 것은 어렵지 않습니다. 다음은 그의 사진입니다.

쌀. 3.1. 리모콘

리모콘에는 35개의 버튼이 있습니다. 빨간색(Pon) 명령 수신 모드를 켜거나 끕니다. 장치에서 두 번째 LED가 켜지지 않으면 장치는 Pon 버튼(하단의 빨간색)에만 응답합니다. 두 번째 LED가 켜져 있고 세 번째 LED가 꺼져 있으면 장치에서 명령을 처리합니다. 녹색 버튼은 컴퓨터의 명령 수신 모드를 켜거나 끕니다(켜지면 세 번째 LED가 켜짐).

4. 기기 관리

이 하위 섹션에서는 장치를 제어하는 ​​방법을 알려줍니다(두 번째 LED가 켜져 있어야 하고 세 번째 LED는 켜져 있지 않아야 함).

리모콘 버튼 기능

장치 제어 모드에서는 5개의 버튼이 제어에 사용됩니다.

• BTN_MUTE - 알람 신호를 끕니다.
• BTN_0 … BTN9 - 해당 부하를 활성화/비활성화합니다.
• BTN_TXT - 메뉴 항목 선택을 확인합니다.
• BTN_ChUp - 다음 메뉴 항목.
• BTN_ChDown - 이전 메뉴 항목입니다.
• BTN_VolInc - 다음 메뉴 항목.
• BTN_VolDec - 이전 메뉴 항목입니다.
• Pon - 리모콘에서 명령 수신을 비활성화합니다.
• Pst - 컴퓨터에 대한 명령 수신을 활성화/비활성화합니다.

장치 메뉴는 아직 미개발이지만 향후 펌웨어 버전에서 개발될 예정입니다. 이제 2개의 포인트와 여러 개의 하위 포인트만 있습니다.

쌀. 4.1. 장치 메뉴

첫 번째 메뉴 항목(알람)에서 알람 호출 일정을 볼 수 있습니다(5개 있음). "알람 1" - "알람 5" BTN_TXT를 누르면 알람이 켜지거나 꺼집니다. 하위 단락에서 "로드 타이밍" и "타이밍 저장" ROM에서 알람 설정을 저장하거나 로드할 수 있습니다.

두 번째 메뉴 항목에서는 ROM 칩을 포맷할 수 있습니다. 주의: 포맷 후 외부 온도 센서를 분리하고 RESET 버튼을 누르면 장치가 내부 온도 센서의 주소를 결정하고 디스플레이에 "Reset Device"가 표시됩니다. RESET 버튼을 누르고 외부 온도 센서를 연결하고 RESET 버튼을 다시 누르십시오.

또한 왼쪽 하단에 있는 장치에는 메뉴 항목 간 이동을 위한 4개의 버튼이 있습니다.

5. 컴퓨터와의 통신. 프로그램 작업 "UD Control Подключение

"범용 장치" 컴퓨터에 연결할 수 있는 기능이 있습니다. 장치 작업을 위해 특별히 프로그램이 만들어졌습니다. "U.D. 컨트롤", 이 설명서는 프로그램 버전 1.0.2.2에서의 작업을 설명합니다. 이 프로그램은 Windows Home Edition 이상(Windows 7 및 Windows Vista 포함) 운영 체제에서 실행됩니다.

프로그램을 설치하려면 UDC_Setup.exe 파일을 실행하고 폴더를 지정합니다(기본적으로 C:\Program Files\Universal Device\UD Control). 그런 다음 장치를 PC에 연결하면 Windows가 새 하드웨어를 찾고 드라이버를 요청하고 드라이버가 있는 폴더를 지정합니다(c:\Program Files\Universal Device\UD Control\windows-driver\ ). 드라이버를 성공적으로 설치한 후 프로그램을 실행합니다. "U.D. 컨트롤" 데스크탑에서. 프로그램의 왼쪽 하단에 "장치가 연결되지 않음"이라고 표시되면 USB 케이블 연결의 신뢰성과 드라이버의 올바른 설치를 확인하고 PC를 다시 시작하는 것이 좋습니다.

UD 컨트롤

프로그램 UD 컨트롤 이 프로젝트의 작성자(즉, 나)가 만든 것입니다. 편의를 위해 빠르게 탐색할 수 있는 여러 탭이 있습니다. 프로그램 설정은 시스템 레지스트리에 저장됩니다.

프로그램을 처음 실행할 때 오류 경고가 표시될 수 있습니다. 확인을 클릭하고 프로그램을 다시 시작하십시오.

이 기사에서는 프로그램 버전 1.0.2.2로 작업하는 방법을 설명합니다.

설정

쌀. 5.1. 설정 탭

폴링 빈도. 프로그램이 장치를 폴링하는 지연입니다. 권장 값은 50ms입니다.

큰 메시지를 표시합니다. Winamp에서 트랙을 전환하거나 관리되는 프로그램을 선택할 때 모니터에 두 줄의 큰 메시지가 나타납니다.

장치 펌웨어를 업데이트합니다. 장치 펌웨어, 프로그램을 시작할 때 프로그램의 현재 버전과 현재 펌웨어 버전의 비호환성에 대한 메시지가 나타나면 이 버튼을 클릭하고 프로그램의 추가 지침을 따르십시오. 따라서 장치 펌웨어는 현재 버전의 프로그램에서 지원하는 최신 펌웨어로 업데이트됩니다.

세 번째 프레임에 있는 기능은 모두에게 명확하다고 생각합니다.

자명종

쌀. 5.2. 알람 탭

타이밍. 호출 신호의 지속 시간.

되풀이. 신호 및 일시 중지 길이.

출처. 내장된 버저, IR LED 또는 알람이 연결된 XNUMX개의 출력 중 하나를 알람으로 선택할 수 있습니다.

알람 매개변수를 설정한 후 "녹화"를 클릭하면 통화 일정이 장치로 전송되며, "ROM에 기록" 옆의 확인란을 선택하면 일정이 장치의 ROM(비휘발성 메모리)에 저장됩니다.

온도

쌀. 5.3. 온도 탭

이 탭에서 왼쪽 - 외부, 오른쪽 - 내부의 두 열 센서의 온도를 볼 수 있습니다. 아래는 온도 그래프입니다. 1분마다 그래프가 업데이트되고 아래 숫자가 XNUMX씩 증가합니다.

온도 표시에 커서를 이동하면 프로그램 시작 시간과 날짜, 선택한 온도 센서의 최소 및 최대 온도, 기록된 시간 + 날짜가 기록되는 창이 나타납니다.

센서의 이름(이제 내부 및 외부인 이름)을 변경할 수 있습니다. 이렇게 하려면 온도 표시를 클릭하면 입력 양식이 있는 창이 나타나고 새 이름을 입력하고 확인을 클릭합니다.

부하 관리

쌀. 5.3. 하중 탭

부하 제어는 리모콘뿐만 아니라 컴퓨터로도 제어할 수 있습니다(컴퓨터에 연결하면 리모콘으로도 부하 제어 가능).

녹색 마커가 버튼 근처에 있으면 출력이 활성화되고 빨간색이 활성화되지 않으면 부하 제어용 버튼이 맨 위에 배치됩니다. 부하를 켜거나 끄려면 해당 버튼을 누르기 만하면됩니다. 각 부하에 대한 버튼의 이름을 변경할 수 있습니다. 이렇게 하려면 해당 버튼을 클릭하고 왼쪽 "Shift"를 누른 상태에서 온도 표시의 이름을 바꿀 때와 동일한 창이 나타납니다.

자동 부하 관리

PC 프로그램은 자동 모드에서 부하를 독립적으로 관리할 수 있습니다. 각 로드에 대해 자체 제어 방법을 설정할 수 있으며 프로그램에는 4개의 알고리즘이 있습니다.

• 수동 - 리모콘 또는 프로그램 버튼으로 일반 제어.
• 시간별 - 사용자가 지정한 시간 값을 기준으로 부하를 관리합니다.
• 내부 온도별 - 사용자가 설정한 내부 온도 센서의 온도 값을 기준으로 부하 관리.
• 외부 온도별 - 사용자가 설정한 내부 온도 센서의 온도 값을 기반으로 부하 제어.

또한 제어 조건을 설정해야 하며 프로그램에는 XNUMX가지 조건이 있습니다.

1. 값 1과 값 2 내 - 현재 온도나 시간이 값 1과 값 2 사이일 때 부하가 켜집니다. 일시적인 방법으로 예를 들어 특정 시간에 전기 제품을 켰다가 꺼야 할 때 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 값 1 = 7:30:00, 값 2 = 7:35:00, 부하 - 전기 주전자, 이 경우 아직 자고 있을 때 켜지고 물을 데우고 꺼집니다.
2. 외부 값 1 및 값 2 - 첫 번째 경우와 유사하게 값 1 및 값 2 내에서 부하만 켜집니다.
3. 값 1보다 높습니다.
4. 값 1보다 낮습니다.
5. 값 1 이상을 켜고 값 2 이하를 끕니다.
6. 값 1 이하 켜기, 값 2 이상 끄기 - 온도 조절 기능이 없는 전기 히터가 있는 경우 다음을 사용하여 이 기능을 추가할 수 있습니다. 범용 장치. 이 히터를 부하 중 하나로 연결하십시오. 제어 방법 "By Inside Temperature", 값 1 = 25, 값 2 = 30을 선택하고 "저장"을 누릅니다. 이제 실내 온도가 25C 이하로 떨어지면 히터가 켜지고 실내 온도를 30C로 가열한 다음 히터가 자동으로 꺼집니다. 이 모든 작업은 사용자의 참여 없이 자동으로 수행되며 원하는 알고리즘을 설정하기만 하면 됩니다. 범용 장치 스스로 처리하십시오!

경고! 500mA보다 더 강력한 부하를 제어하려면 트라이악, 사이리스터 또는 전자기 릴레이에 키를 조립해야 합니다.

다음은 릴레이 다이어그램입니다.

*.lay의 릴레이 943-1C-xD용 PCB

쌀. 5.4. 두 개의 릴레이가 있는 보드

리모콘(RC)

쌀. 5.5. "원격" 탭

리모콘은 많은 컴퓨터 기능을 제어할 수 있습니다. 오른쪽에는 허용된 명령이 있는 목록이 있으며, 컴퓨터용이 아니더라도 조금 더 아래에 마지막으로 허용된 명령이 있습니다!
리모콘은 다음 기능을 제어할 수 있습니다.

• MS Windows 명령 - 켜기, 끄기, CD-ROM 열기 등
• 매니퓰레이터 마우스 - 커서를 이동하고 버튼을 누릅니다. 이동 속도와 가속도를 선택할 수 있습니다. 편의상 마우스 버튼의 더블 클릭을 시뮬레이션할 수 있습니다.
• 키보드 - 조이스틱으로 키보드 키 누르기.
• Winamp - 가장 인기있는 플레이어의 관리.

그리고 또 다른 아주 좋은 기능. UD 컨트롤 - 큰 메시지를 표시합니다.
각 항목에는 버튼의 값을 설정해야 하는 판이 있습니다.
리모컨에서 제어할 대상을 선택하려면 리모컨의 BTN_MENU 버튼을 눌러야 합니다. 그 후 화면에 큰 메시지가 나타납니다.

그런 다음 리모콘의 숫자 버튼을 눌러 애플리케이션을 선택해야 합니다.

1. Windows

2. 마우스

3. 건반

4. 윈앰프

그런 다음 동일한 메시지가 표시되고 맨 아래 줄에만 "Winamp가 선택됨"이 표시됩니다.
이제 Winamp 열기 버튼을 클릭하면 그에 따라 Winamp가 열립니다. 프로그램의 표에 따라 재생 명령을 보내는 리모콘의 버튼을 누르면 큰 메시지가 나타나고 할당 된 영역에 맞지 않으면 스크롤됩니다 (크리핑 라인처럼).

메시지가 스크롤되고 있습니다.

설치 아카이브 UD Control 1.0.2.2와 함께 파일을 다운로드하십시오.

*.chm에서 장치 작업에 대한 도움말과 함께 아카이브를 다운로드하십시오.

완성

저는 프로젝트를 지원하여 UD Control 프로그램을 지원하고 이에 따라 장치의 펌웨어가 향상되고 모든 업데이트는 unidev.ho.ua/ 웹사이트에서 제공될 것입니다.

플래시된 마이크로컨트롤러의 경우(앞으로 위에서 언급한 대로 장치는 프로그램에서 직접 플래시할 수 있음) 장치와 관련된 모든 질문(완성된 장치 구매 포함)은 다음 이메일에 문의하십시오. univdevice {개} ya.ru ("{dog}"를 @로 대체) .

주목! 프로젝트의 저자는 마이크로 컨트롤러의 장치 개발 주문을 수락합니다. 개발 질문은 devices2000 {dog} ya.ru에 문의하십시오.

저자: Brazhnikov Mikhail; 간행물: cxem.net

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