Например TDA7294

РадиоКот > Схемы > Цифровые устройства > Автоматика

Система управления электрическим полотенцесушителем

Автор: Aheir, aheir@fromru.com
Опубликовано 20.12.2012.
Создано при помощи КотоРед.

Вашему вниманию предлагается еще один вариант конструкции для управления электрическим полотенцесушителем. Ну или как оно там правильно называется… Хронологически данная конструкция предшествовала "Устройству управления системой подогрева водопроводных труб", поэтому они весьма похожи. Подобных схем в сети полно, особой оригинальностью она не отличается, так что особо распинаться не стану: пусть будет, вдруг пригодится кому-нибудь.
Поводом для разработки, как это часто бывает, послужило то, что полотенцесушитель благополучно сдох по истечении гарантийного срока. Полез смотреть, ТЭН оказался жив, навернулся термопрерыватель в цепи управляющего электрода симистора. Нашел похожий, купил, поставил, заработало, но стало греться несколько сильнее, чем хотелось бы (хотя прерыватель был на что-то около 50 градусов). Может, братья-китайцы подвели, может, не обеспечил должного теплового контакта при замене (хотя это вряд ли), но вот как есть. Почесал тыковку, решил, что меня в принципе не очень устраивает ситуация, когда сушилка не умеет регулировать температуру и работать в автоматическом режиме. Дальше – по накатанному.
Система состоит из двух модулей: силовая часть и пульт управления, связь между ними – по RS232.
Схема силовой части:

 

Источником питания служит AC/DC на 5В 200мА (на схеме не показан). Микроконтроллер – Atmega8, занимается измерением температуры выносным датчиком типа TMP37GT9 (подключается к разъему X9) и встроенным, поддерживает связь с пультом управления (по RS232 через микросхему-преобразователь уровней MAX202), управляет силовым ключом через опторазвязку (симистор BTB16 и оптосимистор MOC3082 с детектором нуля). Сразу говорю, что никакого сильно интеллектуального управления, ПИД-регуляторов и т.п. здесь нет – простое вкл/выкл по команде. Для индикации режимов работы имеется светодиод D3.
Печатная плата примерно 80х35мм:

 

В собранном виде:

 

Конструктивно все оформлено в стандартной распаячной коробке 100х100мм:

 

Изнутри:


 
 

Лишних разъемных соединений нет, в качестве разъема для подключения выносного датчика использован аудио 3,5мм, для соединения с пультом – USB-A (удобно, как раз две линии данных, земля и питание: пульт запитывается от силовой части). Розетка, естественно, служит для подключения сушилки.
Схема пульта:

 

Тот же микроконтроллер, тот же интерфейс, часы реального времени (в устройстве установлена DS1307)  и дисплей от Nokia 3310.
Конструктивно разделен на две платы, соединяющиеся между собой на штырях X2-X15.

 

На верхней – экран, контроллер, кнопки; на нижней – интерфейс, часы, разъемы.
В сборе:

 

 



В качестве корпуса применен таковой от какого-то сетевого адаптера, платы соединяются между собой через PLS-штырьки и обрезки кроваток для микросхем.

Несколько слов про прошивку. Писано все в CVAVR’e, фьюзы должны быть такими:

 

В основном режиме устройство отображает на экране время, текущие температуры и режим работы:


В левой части – температуры: верхний порог, текущая температура, нижний порог. Если работа нагревателя разрешена, происходит его включение, нагрев до верхнего порога, отключение и последующее повторное включение при остывании до нижнего порога по кругу. Стрелка показывает текущий процесс – нагревание или остывание. В нижней строке в правой части экрана отображается температура окружающей среды, символ «*» при работающем нагревателе и «?» при потере связи с силовой частью. Система имеет 3 режима работы: «включено», «выключено» и «по расписанию». Режимы вытесняющие, т.е. при выборе «вкл», а затем «по расписанию» нагреватель останется включенным и выключится, когда придет время. Текущий режим дополнительно отображается с помощью RGB-светодиода плавным включением-выключением соответствующего цвета: зеленый – «выкл», красный – «вкл», синий – «по расп.». Переключение между режимами – нажатием соответствующей кнопки, все нажатия озвучиваются зуммером. Долгое нажатие на кнопку «Настр» приводит ко входу в меню настроек, визуально оно не отличается от основного экрана, но появляется возможность изменения подсвеченного курсором параметра с помощью кнопок «+» и «-». К таким параметрам относятся температурные пороги, текущее время и времена включения и выключении сушилки при работе по расписанию. Переключение между параметрами – коротким нажатием на кнопку «Настр», выход из меню – по таймеру неактивности. При работе с пультом происходит включение подсветки экрана (4 белых светодиода), которая активна еще 5с после прекращения нажатий на кнопки.
В системе постоянно (раз в секунду) происходит обмен данными между пультом и силовой частью. Инициатор обмена – пульт, он формирует пакет из преамбулы и управляющего бита для вкл/выкл нагрева. Получив такой пакет, силовая часть отдает назад данные по текущим температурам и состоянию нагревателя. Все алгоритмы по управлению системой сосредоточены в пульте. В силовой части реализована программная защита от перегрева, какие-либо действия при пропадании связи с пультом не предусмотрены (в конце концов, в сушилке есть собственный термостат, так что ничего с ней не случится). Светодиод горит постоянно при включенном нагреве, плавно мигает в дежурном режиме и мигает при перегреве.


Система в непрерывной эксплуатации уже больше года, без замечаний.


Файлы:
Исходники и прошивка CVAVR
Схемы и платы P-CAD 2006


Все вопросы в Форум.


ID: 1446