Например TDA7294

РадиоКот > Схемы > Цифровые устройства > Бытовая техника

Несложный контроллер вентиляции погреба

Автор: Alkul
Опубликовано 19.08.2016.
Создано при помощи КотоРед.

Хочу предложить еще один вариант несложного таймера, разработанного для автоматизации вентиляции погреба.

Все началось с того, что попросили меня сделать устройство, автоматизирующее принудительную вытяжную вентиляцию овощного погреба, в котором (в основном в теплое время года) накапливается углекислый газ, выходящий из-под земли. Держать же вентилятор включенным постоянно нецелесообразно из-за того, что, во-первых, летом он будет засасывать в погреб теплый воздух, а зимой – холодный. Во-вторых, постоянно включенный без толку 100-ваттный вентилятор будет потреблять лишнюю электроэнергию.
Изначально я планировал использовать датчик MQ135, но отказался от этой идеи из-за невозможности нормальной градуировки, для которой необходим либо образцовый газоанализатор либо (лучше) набор поверочных газовых смесей.
Поэтому я решил пойти по другому пути – так как скорость поступления газа в погреб меняется очень медленно, вполне достаточно дать пользователю возможность самому выбирать время, в течение которого вентилятор будет включен. В устройстве определено базовое время (1 час), а пользователь может установить время включения вентилятора в процентах от базового времени.
Интерфейс получился таким – на двухсимвольном семисегментном индикаторе отображается значение процента времени включения вентилятора (далее "процент") от 00 до 99, для коррекции значения процентов имеются две кнопки, одна из которых изменяет разряд десятков, другая – разряд единиц. При нажатии на кнопку соответствующий разряд увеличивается на единицу. При достижении значения 9 следующее нажатие дает значение 0.


Допустим, пользователь ввел значение 25, в этом случае вентилятор будет вращаться 15 минут (25 процентов от одного часа), после чего остановится на 45 минут. Когда эти 45 минут истекут, вентилятор вновь включится на 15 минут и так далее по циклу. Установка 50 процентов, естественно, даст полчаса работы вентилятора и полчаса его остановки. Установка 99 процентов даст почти постоянное включение вентилятора, а при установке 00 процентов вентилятор не будет включаться совсем. Привязки к реальному времени в устройстве нет, отсчет базового времени начинается после включения устройства. После каждой коррекции значения процента отсчет базового времени начинается сначала.
Кроме этого, в зимнее время для исключения перемерзания погреба при засасывании холодного воздуха мной была предусмотрена возможность подключения обычного бытового тепловентилятора мощностью до 1 кВт для обогрева погреба в этом случае. Канал обогрева работает независимо от канала вентиляции. По просьбе заказчика уставка включения обогревателя была выбрана равной 0 градусов Цельсия, а уставка отключения – равной плюс одному градусу Цельсия. Поскольку при работе киловаттного обогревателя на радиаторе симистора рассеивается 7,5 Вт, он через 6-7 минут работу нагревается примерно до 70-80 градусов. И хотя симистор по даташиту допускает рабочую температуру 125 градусов, такая "печка" внутри корпуса нежелательна. Для радиатора бОльшего размера в корпусе нет места, городить принудительное охлаждение я посчитал нецелесообразным. Вместо этого я реализовал повторно-кратковременный режим работы обогревателя, который включается на 3 минуты, потом отключается на 3 минуты для остывания радиатора. Если к моменту завершения времени остывания условие включения обогрева еще существует, обогреватель вновь включается на 3 минуты и так далее. Естественно, для работы канала обогрева к устройству должен быть подключен термодатчик (DS18B20).
Индикация осуществляется следующим образом: после включения питания на индикаторах в течение 10 секунд индицируется процент времени включения вентилятора (режим индикации А), затем в течение 10 секунд индицируется температура окружающего воздуха (режим индикации В), после чего устройство вновь переходит к режиму А и так далее по циклу. Внешне отличить эти режимы можно по наличию десятичной точки, индицируемой в режиме В после одного из разрядов в зависимости от величины температуры.
Если температура воздуха ниже минус 9 градусов, то на индикаторах отображаются символы "– –", если температура лежит в диапазоне от минус 9 до минус одного, то индицируется знак минус и значение единиц градуса (например, "– 4."). Если температура лежит в диапазоне от нуля до плюс 9,5 градусов, то индицируются целое и дробное число градуса (например, "2.0" или "4.5"), если температура равна 10 градусам и выше, индицируются только целые значения градуса (например, "10."). Если термодатчик не подключен или данные от него приняты с ошибкой, в режиме В индицируются символы "Er".
Опрос термодатчика осуществляется один раз в 10 секунд в начале режима А, в силу значительной инерционности изменения температуры воздуха в помещении делать опрос чаще не имеет смысла.
Изменять значение процента времени включения вентилятора (далее "процент") возможно только в режиме индикации А, в режиме В устройство не реагирует на нажатия на кнопки. Откорректированное значение процента сохраняется в EEPROM, при этом сохранение значения происходит спустя 10 секунд после последнего нажатия на кнопку. Это сделано для продления ресурса EEPROM, чтобы не записывать в эту память все промежуточные значения процента, получаемые при каждом нажатии на кнопку, а сохранять только итоговое значение. При каждом нажатии на кнопки время индикации режима А продляется на 10 секунд, позволяя спокойно завершить ввод. После истечения 10 секунд с момента последнего нажатия происходит запись значения процента в EEPROM, при этом на индикаторах кратковременно индицируются символы "ПС" (Параметр Сохранен). В случае ошибки сохранения параметра на индикаторах высвечиваются символы "nE" (Параметр ошибочен). В этом случае устройство будет работать в соответствии с введенным значением процента, но после отключения питания и последующего включения значение процента будет не прочитано из EEPROM, а инициализировано значением по умолчению (33%). Если после включения устройства данные в EEPROM по какой-то причине окажутся некорректными, значение процента также инициализируется значением по умолчанию.

В схеме предусмотрена возможность подключения к сети передачи данных через интерфейс RS-485 для возможного включения устройства в систему "Умный дом". Однако, с программной точки зрения обмен данными в предлагаемой версии ПО не реализован.
При отключенных вентиляторе и обогревателе устройство потребляет около 1,5 Вт.

Печатная плата была разработана с учетом технологии изготовления без металлизации отверстий, поэтому есть избыточность переходных отверстий.
Симисторы VS1 и VS2 расположены на одном радиаторе, изготовленном из стандартного радиатора И-650. Доработки показаны на эскизе доработки радиатора. Красными линиями показаны линии отрезов – необходимо отрезать боковые "уши" радиатора, два цилиндрических выступа и верхний ряд иголок. Красными крестами показаны места сверления глухих отверстий глубиной 7-9 мм, в которых необходимо нарезать резьбу М3 для крепления радиатора к плате. Перед сверлением отверстий необходимо напильником обработать эту (нижнюю) грань так, чтобы угол между ней и привалочной плоскостью симисторов составил 90 градусов. Верхнюю грань и верхний ряд иголок также необходимо обработать напильником по месту так, чтобы крышка корпуса не упиралась в них.
Отверстия для крепления радиатора на в файле печатной платы не показаны, их необходимо сверлить по месту. Точно также по месту следует высверлить отверстия для крепления симисторов к радиатору, в отверстиях нарезать резьбу М3. Кроме этого, в местах, свободных от установленных симисторов в радиаторе следует просверлить несколько отверстий диаметром 2-3 мм для улучшения циркуляции воздуха. В верхней и нижней поверхностях корпуса по месту высверлить ряд вентиляционных отверстий (над и под радиатором – два ряда отверстий).

Термодатчик DS18B20 соединен с разъемом XS1 (см. схему) проводом МГТФ 0.14 длиной 0,5 м. На места паек проводов к выводам DS18B20 надеты фторопластовые трубки, после чего все трубки были зафиксированы и по возможности герметизированы клеевым пистолетом, излишки пластика удалены так, чтобы пластик совпадал с габаритами корпуса термодатчика. Вся конструкция сверху защищена термоусадочной трубкой.

Конфигурация фьюзов для МК, необходимая при прошивке микроконтроллера, показана в одноименном файле.

Будут вопросы - задавайте.

 


Файлы:
Фото готового устройства
Фото готового устройства
Фото готового устройства
Фото с открытой крышкой
Эскиз доработки радиатора
Проект AVR Studio 4.19
Печатная плата в формате SprintLayout6
Файлы прошивки
Принципиальная схема в формате SPL7


Все вопросы в Форум.


ID: 2301

Как вам эта статья?

 Нравится
 Так себе
 Не нравится

Заработало ли это устройство у вас?

 Заработало сразу
 Заработало после плясок с бубном
 Не заработало совсем

8 5 18