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无线电电子与电气工程百科全书 水族箱控制器。 无线电电子电气工程百科全书
饲养观赏鱼是一项相当耗时的任务。 需要及时开灯、夜间关闭压缩机、及时供应食物、喂食时关闭过滤器等。为了简化这项任务，开发了该装置。 与其他类似灯不同，它的设计目的不是控制白炽灯，而是控制照亮水族箱的 LED。 我给水族箱配备了LED照明，这不仅对鱼的健康和色泽有有益的作用，而且对水族箱植物的生长也有好处。 它具有多种颜色，您不仅可以打开或关闭它，还可以循环显示多达五十种不同持续时间、亮度和背光颜色不同的状态。 还可以根据用户指定的程序控制其他水族箱设备的操作。 指示灯显示当前时间、压缩机和过滤器的状态、平均水温和加热器的状态，以及当前加热功率相对标称功率的百分比。 该机器使用数字传感器 DS18B20 测量水温，并且可以连接两个传感器并使用其读数的算术平均值来稳定温度。 有三个软件定时器用于打开和关闭压缩机，还有三个这样的定时器用于打开和关闭过滤器。 您可以设置电动喂食器每天的喂食次数、每次喂食的份数以及设置喂食之间的暂停时间。 该机由控制板和电源及开关板两个主要部分组成，其示意图分别如图1所示。 2 和图 5 6. 将第一块板的 XP2 连接器连接到第二块扁平电缆的 XP4 连接器。 在组装好的装置中，微控制器DD5在输出PC3和PC4处生成的信号被提供给场效应晶体管VT1和VT2的栅极，场效应晶体管VT6和VT7控制继电器K1、K4。 继电器触点连接至 XTXNUMX、XTXNUMX 块，并通过它们向过滤器和压缩机电机供电。 与继电器绕组并联，安装有抑制自感电压浪涌的二极管VDXNUMX、VDXNUMX。
通过XP2连接器，如图所示。 3、控制按钮SB2-SB5和LCD HG1（两行各16个字符）与单片机相连。 MT-1602S16D 或其他类似的指示器即可代替图中所示的 WH2C LCD。 场效应晶体管VT1根据单片机信号控制LCD背光的亮度，电阻R1限制最大背光电流。 用于控制指示器对比度的分压器安装在电阻器R2-R4上。
DS1307（DD1）实时时钟芯片由锂电池G1供电，在主电源关闭时保持时钟运行。 该芯片通过接口 I 连接到微控制器2C. 为了控制 G1 元件的状态，其部分电压通过电阻分压器 R6R7 馈送到微控制器的引脚 37 - 内置 ADC 的输入。 DD2 ATmega644 微控制器与频率为 2 MHz 的 ZQ20 石英谐振器配合使用。 电阻器 R8 和电容器 C2 构成用于将微控制器初始设置为其初始状态的电路。 要在程序发生故障时将其转换到此状态，请使用 SB1 按钮。 L1C6——微控制器ADC电源滤波器。 XP3 连接器设计用于将微控制器连接到编程器。 微控制器配置根据该表进行编程。
栅极连接到 XT1-XT1 块的触点 3 和触点 2 - 图中未显示的场效应晶体管的源极（使用了 IRLR024N 晶体管），用于控制水族箱背光 LED。 连接器 XP4 设计用于按照图 4 所示的图进行连接。 2003、电子喂食器“Feeder AF1”，从网上商店购买。 选择送料器时应注意是否带液晶显示器。 XPXNUMX 连接器用于连接位于喂食器下方水族箱盖中的风门执行器。
给料机上的所有电子部件均已拆除，仅留下电动机（图 1 中的 M4）和限位开关 SF1。 利用送料器的最后一圈，微控制器 DD2 为场效应晶体管 VT5 生成控制信号，从而打开和关闭电机 M1。 电机电源电压 (3 V) 由 DA2 集成稳压器稳定。 电机消耗的电流相当大，因此需要一个连接到 XT9 模块的单独电源为其供电。 我使用的是 LED 照明电源。 连接器 XP7 通过扁平电缆连接到控制板上的连接器 XP4。 电容器C17抑制电机M1产生的噪声。 向 XT220 模块提供 4 V 电源电压（见图 2）。 交流电压经变压器 T6 降压至 1 V 对二极管电桥 VD2 进行整流。 平滑电容器C8通过二极管VD3与电桥隔开，因此电阻分压器R24R25上的电压是脉动的，从零到幅度值。 该电压的一部分提供给晶体管VT2的基极，因此当市电电压的瞬时值接近于零时晶体管关闭。 来自晶体管 VT100 集电极的频率为 2 Hz 的脉冲提供给微控制器的 PD2 输入。 稳压器 DA8 通过电容器 C1 平滑的整流电压产生 5 V 的稳定电压，为设备的所有组件供电。 信号从微控制器的 PC3 输出传送至光敏电阻 U1，光敏电阻 U1 进而控制双向可控硅 VS31，从而调节水族箱中热水器的功率。 电路 R12C8 抑制三端双向可控硅开关元件上的电压浪涌。 没有内置热继电器的加热器连接到 XTXNUMX 块。 根据图所示的图表。 5、水族箱内安装的一或两个温度传感器BK5、BK1连接至XT2块。 如果其中一个出现故障，则根据其余一个的读数继续进行温度控制。 如果两者均缺失或出现故障，热水器将关闭并在指示灯上显示一条消息。
控制电路板图如图6所示。 1. 安装的连接器类型：XP3 - PLS-2、XP16 - IDC-16MS (BH-3)、XP06 - IDC-06MS (BH-4)、XP04- WF-5、XP08 - IDC-08MS (BH - 12）。 该板有 2032 个跳线和 1 个表面贴装跳线。 对于 CR02 (G1) 锂电池，提供了 BS-XNUMXD-XNUMXB 座。
电源和开关的印刷电路板如图 7 所示。 6. 这里 XP08 连接器是 IDC-08MS (BH-1)。 变压器 T2 - TPK-6-6V，次级电压为 0,4 V，电流为 78 A。05M5CDT 集成稳定器可以替换为任何其他电压为 0,5 V、负载电流至少为 4100 A 的稳定器。两个继电器- HK5F-DC5V-SHG，其他具有 9 V 绕组和最大开关电压和电流的继电器也适用，确保滤波器和压缩机的可靠控制。 电容器C12、C73-K17-XNUMX或其进口同类产品。
送料器控制单元（图4）组装在图8所示的印刷电路板上。 2. 由于其简单性，没有给出带有按钮SB5-SBXNUMX 的板图。
当您打开设备时，液晶显示屏上会出现启动画面，然后自动切换到“主”菜单。 首次启动后，必须在该菜单中按下SB3“选择”按钮，按住直至指示灯上出现“重置为出厂设置”字样，然后按SB2“菜单”按钮。 时间将设置为 23:59:59，日期设置为 30:04:13，Tue（星期二），所有设置将被重置 - 这是程序中的默认设置。 实验发现，在G1元件放电或无G4元件的情况下，如果关闭设备的外部电源，则打开后，指示灯上会出现无意义的迹象。 此时，应同时按下SB5“+”、SB1307“-”按钮并按住两秒以上。 DSXNUMX芯片将被重置并且指示器上的信息将被更新。 通过按下 SB2 按钮，它们从“基本”菜单切换到“压缩机设置”菜单。 这里按下SB3按钮并进入“第一个定时器”子菜单。 之后，通过按SB1按钮，选择“开/关定时器”、“定时器开小时”、“定时器开分钟”、“定时器关小时”或“定时器关分钟”进行更改。 通过按下按钮 SB2 和 SB4 可以更改所选参数。 接下来，按 SB3 按钮，进入“第二计时器”子菜单。 该子菜单中的所有操作与上述操作类似。 下次按下 SB2 按钮将进入“第三计时器”子菜单并以相同的方式对其进行配置。 再按一次 SB3 按钮，所有更改的参数值都会保存在微控制器的 EEPROM 中，并返回到“压缩机设置”菜单。 再次按下 SB3 按钮，您可以从此菜单转到“过滤器泵设置”菜单。 与压缩机定时器一样，还有三个定时器可以设置，设置第三个定时器后，所有更改的参数都存储在 EEPROM 中。 从“过滤器泵设置”菜单中，按下 SB2 按钮，转至“加热器设置”菜单。 在其中，按 SB3 按钮可进入“加热器”子菜单，按 SB4 和 SB5 按钮可打开或关闭水族箱加热。 再次按下 SB3 按钮，进入“水温”子菜单，然后按下 SB2 按钮，选择温度下限阈值（低于该阈值，加热器功率将增加）或上限阈值（高于该阈值，加热器功率将减小） ） 改变。 然后，按下 SB3 按钮，更改的值将保存在 EEPROM 中并返回到“加热器设置”菜单。 从这里，当您按下 SB2 按钮时，程序将进入“照明设置”菜单。 在其中，按 SB3 按钮可打开“准时”子菜单。 通过按 SB2 按钮，您可以选择要更改的开启时间或分钟。 通过按下按钮 SB4 和 SB5 可以更改所选参数。 然后，按 SB3 按钮，进入“Stage 1”子菜单，按 SB2 按钮，选择更改“操作时间”、“PWM 蓝色 LED 的调整”、“PWM 红色 LED 的调整”或“PWM 红色 LED 的调整”。 PWM 白光 LED”。 按下按钮 SB4 和 SB5 可以更改所选参数。 操作时间以分钟为单位设置，范围为 0 至 600。下次按下 SB3 按钮将进入“阶段 2”子菜单，其中所有操作与之前的操作相同。 “Stage”子菜单的数量可以达到五十个，并且您可以为每个子菜单设置自己的参数。 例如，通过设置一系列LED亮度逐渐增大或减小的短阶段来实现背光的平滑开启或关闭。 未配置的阶段保持在零状态并且不影响背光的特性。 在“Stage 50”子菜单中，按下 SB3 按钮会使指示灯上显示“灯光调节结束”消息。 然后，按下同一按钮，所有设置都会保存在微控制器的 EEPROM 中，并返回到“照明设置”菜单。 在此菜单中，按 SB2 按钮可进入“时钟设置”菜单，按 SB3 按钮可进入“日期设置”子菜单。 通过按 SB2 按钮，您可以选择要更改的日期、月份或年份。 通过按下按钮 SB4 和 SB5 可以更改参数。 接下来，按 SB3 按钮，进入“日期设置”子菜单。 在此用按钮SB4和SB5选择一周中的一天，从星期一(Mon)到星期日(Sun)，通过按下按钮SB3进入“时间设置”子菜单。 在其中，通过按下SB2按钮，可以选择更改小时、分钟和秒，通过按下SB4和SB5按钮，可以设置所需的值。 按SB3按钮，输入的时间被记忆并返回到“时钟设置”菜单。 下次按下 SB2 按钮将进入“每天的小时校正”菜单，使用 SB4 和 SB5 按钮更改校正的秒数（从 +9 到 -9），该秒数会自动输入到时钟中每天读一次。 再次按下 SB2 按钮，设置值将存储在 EEPROM 中并进入“周时钟校正”菜单。 在这里，使用 SB4 和 SB5 按钮，您可以设置每周一次对时钟读数进行校正的秒数（从 +6 到 -6）。 再次按下SB2按钮，校正值将保存在EEPROM中并进入“LCD背光亮度”菜单。 该参数可使用 SB4 和 SB5 按钮在 0-100% 范围内更改。 通过按下按钮 SB3 进入子菜单“背光时间”。 按钮 SB4、SB5 设置最后一次按下任何按钮后 LCD 背光的操作持续时间（以秒为单位）。 然后，按 SB3 按钮，进入“返回时间”子菜单。 按钮 SB3 和 SB4 更改“基本”菜单中的返回延迟。 下次按 SB3 按钮将返回 LCD 背光亮度菜单。 在此转换期间，所考虑的子菜单中更改的参数值将保存在微控制器的 EEPROM 中。 按“LCD背光亮度”菜单中的SB2按钮，LCD上显示单片机测得的锂元件G1的电压值。 再次按下同一按钮，您将进入“查看温度”菜单，您可以在其中查看温度传感器的读数。 如果传感器被禁用，将显示“1-Off”或“2-Off”而不是温度值。 接下来按下按钮 SB3，进入子菜单“Д1 ROM Cod”。 在这里，当您按下 SB2 按钮时，微控制器会读取连接到机器的温度传感器的唯一序列号。 通过按 SB4 或 SB5 按钮，您可以选择其中任何一个作为 D1 传感器进一步工作。 通过同时按住按钮 SB2 和 SB5，该选择被固定。 同时按住按钮 SB4 和 SB5 将删除有关传感器 D1 选择的信息。 按 SB3 按钮会将更改写入 EEPROM 并打开“D2 ROM Cod”子菜单。 其中所有操作与描述的类似，但参考D2传感器。 请注意，不能同时选择同一传感器作为 D1 和 D2。 接下来，按 SB3 按钮，进入“传感器轮询时间”子菜单，在其中按 SB4 和 SB5 按钮，将传感器轮询周期设置为最长 60 秒。 再次按下 SB3 按钮，设置值将被保存并返回到“查看温度”菜单。 现在按下 SB2 按钮将打开“送料器设置”菜单。 按下 SB3 按钮即可进入“T-1”子菜单。 使用 SB2 按钮，选择要更改的项目“开/关”、“定时器运行时间”、“定时器运行分钟”、“份数 - 触发喂食器的次数”、“喂食器触发之间的暂停”。 通过按下按钮 SB4 和 SB5 可以更改所选值。 再次按下 SB3 按钮，所有更改的参数都会被存储并进入“T-2”子菜单。 下次单击同一按钮将进入“T-3”子菜单，再次单击将返回“送料器设置”菜单。 “T-2”和“T-3”子菜单中的操作与“T-1”中的操作类似。 然后，按 SB2 按钮，进入“伺服设置”菜单，在该菜单中，按 SB3 按钮，进入“打开”子菜单，使用 SB4、SB5 按钮调整阻尼器的位置。供料器处于打开状态。 再次按下SB3按钮，进入“关闭”子菜单，调整关闭风门的位置。 以这种方式选择的阻尼器位置稍后将在电子送料器的操作期间采用。 最后一次按下 SB3 按钮会将所有更改的参数值写入 EEPROM，并将程序返回到“基本”菜单。 Sprint Layout 5.0格式的印刷电路板文件和微控制器程序可以从ftp://ftp.radio.ru/pub/2014/11/aquarium.zip下载。 作者：A.拉普捷夫
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