Разработка контроллера управления скоростью вентилятора

[shabanov]

Необходима помощь более грамотных людей, нежели я, в вопросе написания ТЗ для разработки контроллера управлением скоростью вентилятора, и последующей реализации данного ТЗ. Сначала в прототипе, а далее в конечном устройстве.
Буду признателен форумчанам за посильную помощь в грамотном составлении ТЗ и за предложения в создании данного устройства и написания ПО для него.
Присылайте ваши финансовые ожидания в ЛС.
Ниже привожу черновик ТЗ. Пока необходимо реализовать только работающий прототип и первоначальный вариант платы.
Готов отвечать на вопросы как здесь на форуме, так и и по почте shabanow@rambler.ru или по телефону +7(985)760-35-85
С уважением,
Андрей.

===============
Техническое задание
на разработку и изготовление контроллера управлением вентилятором

1. Реализовать управление мощностью однофазного (220 вольт) асинхронного эл. двигателя (алгоритм разрабатывать не надо, так как он уже написан) мощностью от 50 до 600 Ватт.
2. Код должен быть оптимизирован для применения микроконтроллеров в корпусе SO-8 (например AtTiny85), или иных микроконтроллеров в миниатюрных корпусах (вплоть до SOT23-6).
3. Программное обеспечение должно быть в должной степени содержать комментарии для последующего анализа и повторения.
4. Язык программирования СИ, допустимы вставки кода на Ассемблере.
5. Обязательно использование функции WatchDog для предотвращения зависания контроллера (рассмотреть возможность индикации того, что контроллер не завис (Heartbeat).
6. Разработать схему питания контроллера от 220 вольт. (Варианты – а) емкостной делитель, б) миниатюрный AC/DC контроллер с трансформаторным разделением, в) иные варианты миниатюрного блока питания)
7. Сигналы:
7.1. входные
7.1.1. UART Rx
7.1.2. Фотодиод или фототранзистор (для обеспечения необходимой скорости приема данных от смартфона)
7.1.3. Датчик перехода через «0» (Или датчик положительной полуволны)
7.1.4. Reset ? Можно ли его задействовать
7.2. Выходные:
7.2.1. Светодиод индикации состояния
7.2.2. UART Tx
7.2.3. Управление симистором
Ввиду того что требуемых сигналов больше чем GPIO в вышеуказанном корпусе SOIC8, то возможно мультиплицирование сигналов.
8. Крайне желательно сохранить возможность внутрисхемного программирования на период отладки.
9. Уровни сигналов 5 Вольт (обусловлено необходимостью RS485 интерфейса и применения MOC3043)
10. Проработать алгоритм перехода в режим настройки, а так же саму процедуру настройки.
11. Настройка параметров посредством:
11.1. Смартфона (управление светодиодом фонарика, яркостью экрана, Bluetooth)
11.2. Интерфейса RS485 (скорость интерфейса до 19200, протокол Modbus-RTU)
11.3. Рукой (путем закрывания и открывания фотодиода/фототранзистора)
11.4. IR пультом (бредовая идея, но ……)
12. Проработать варианты индикации различных режимов
12.1. Индикация режима программирования
12.2. Индикация текущей мощности
13. Решить задачу с гальванической развязкой.
13.1. Развязка управляющих сигналов,
13.2. Развязка по питанию,
13.3. Развязка с RS485 линией
14. Управление однофазным вентилятором 220 вольт до 500 Ватт.
15. Подобрать компоненты с учетом минимизации размеров платы.
16. Разработать печатную плату с учетом различных вариантов комплектации (с RS485, Bluetooth и т.д.)
17. Предусмотреть размещение платы как внутри вентилятора, так и в отдельном корпусе (выносной датчик и индикатор).
18. Разработка графического интерфейса для смартфонов
19. Написание ПО для Android, iOS
20. Разработка корпуса для применения контроллера вне корпуса вентилятора


Алгоритм работы вентилятора:
• При включении света, ждем 2 мин, не включая вентилятор.
• Если 2 минуты истекли, а свет еще включен, запускаем вентилятор.
(Обсудить на какой скорости включается вентилятор или режим плавного повышения мощности )

• Если свет был включен менее 3 мин и выключили свет, то выключаем и вентилятор. (спорно, но можно использовать таймер выключения, установленный в 0)
• Если свет был включен более 3 минут, то после выключения света, вентилятор работает пропорционально времени, пока был включен свет (например, за каждые 5 мин включенного света, +3 мин работы вентилятора)
• В любом случае через 30 мин выключаем вентилятор
• Периодически включаем вентилятор для проветривания помещение каждый час на (5) минут.

Алгоритм процедуры настройки параметров
• Переход в режим настройки
• Переход между параметрами настройка (таймеры и мощность)
• Выход из режима настройки

[driver_gv]

Асинхронный электродвигатель управляется частотным преобразователем а не симистором.
Симистором можно либо включить, либо выключить. Управлять мощностью ( скоростью вращения) с помощью симистора не возможно.

[Кислый]

Нахрена регулятору оборотов такие требования ? Он должен на своих в африку улететь ?

[mickbell]

driver_gv писал(а):

Асинхронный электродвигатель управляется частотным преобразователем а не симистором.
Симистором можно либо включить, либо выключить. Управлять мощностью ( скоростью вращения) с помощью симистора не возможно.

Принципиально возможно. Просто при любом регулировании (изменение напряжения или тока статора) без снижения частоты ротор работает при повышенном скольжении и, если он специально не проектировался под такое издевательство, то будет от этого перегреваться, и рано или поздно двигатель помрёт. Да хоть и не помрёт... всё равно, лишний нагрев тут не на пользу.

[shabanov]

Идея состоит в том, чтобы не трогать ток и напряжение, а "выкусывать" с помощью симистора необходимое чисто периодов из напряжения, подаваемого на вентилятор, тем самым уменьшая его скорость.

[mickbell]

shabanov писал(а):

Идея состоит в том ...тем самым уменьшая его скорость.

А то же самое и будет. Если скорость вращения не соответствует частоте (не имеет значения, по какой причине она не соответствует), то будет нагрев ротора. Просто из-за разницы частот.

[Ironium]

Частотный преобразователь для асинхронного двигателя на АТтини с вебсокетом?

[alex_]

shabanov и во сколько Вы оцениваете работу?
Имею ввиду всё то, что написано в ТЗ

[shabanov]

Я как раз сам жду предложений.
Можете прислать в ЛС, можете позвонить по телефону для обсуждения вопросов.
Любой способ связи доступен для достижения результата.

[Dmitriy12]

Симистор, на 2А будет довольно прилично греться, придётся ставить его на радиатор. Размер микроконтроллера по сравнению со всей этой конструкцией - нулевой. В чём смысл стремления экономить на количестве ножек процессора?

Дмитрий

[shabanov]

Согласен с вами. К тому же и памяти в таких корпусах маловато. Так что более важный критерий - размер корпуса, а не количество ног.

[alex_]

shabanov писал(а):

Идея состоит в том, чтобы не трогать ток и напряжение, а "выкусывать" с помощью симистора необходимое чисто периодов из напряжения, подаваемого на вентилятор, тем самым уменьшая его скорость.

Движок от такого управления, мягко говоря, охренеет
Такой тип регулирования применим больше к нагревательным элементам с большой инертностью. Лучше тогда синус резать. И чего экономить на копейках, поставьте BTA139

[Дмитрий М]

И всё это (по ТЗ автора) делает однофазный частотник. И никакой тиристор его не заменит. Как писали выше не стоит забывать что однофазный двигатель изначально сильно греется и его обдув рассчитан на номинальные обороты. При снижении оборотов он начинает перегреваться. Разработка изделия завсегда дороже если есть прототип. Так что проще взять заведомо работоспособный частотник.

[alex_]

Дмитрий М, полностью согласен, но я про то что, его ещё и колотить будет как бобика, от такого управления.

[Дмитрий М]

Ну поскольку тиристор незапираемый прибор (в подавляющем большинстве случаев) то изменить частоту с помощью тиристора невозможно. Сделать срыв "скольжения" АД можно, но это перегрев жуткий. В вентсистемах есть специальные элдвигатели, рассчитанные на регулировку тиристорными регуляторами, но это редкость. Регулятор там кстати классика, но с большим и качественным дросселем, попадались такие в руки. Обычно регулируют расход шиберной задвижкой, это и сохраняет охлаждение за счет номинальных оборотов и не приводит к извращениям с внешними устройствами. Не зря в бытовых вентиляторах используют многоотводные двигатели для ступенчатой регулировки оборотов, что явно дороже чем если можно было бы тиристор поставить.

[speech]

если кто не понял, это регулятор в сортир, с управлением через б.фон, как нужно пердеть, чтобы обычный вентилятор не справился...

и если вентилятор будет скрипеть как присмерти - это не баг, а фича, владелец б.фона специально такой режим поставил, чтобы пропердеться всласть...

а то развели тут "отрицательные финансовые ожидания"...