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维持冬季花园小气候的装置是家庭气象站。 无线电电子电气工程百科全书

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无线电电子与电气工程百科全书 / 功率调节器、温度计、热稳定器

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拟议的装置旨在维持种植亚热带植物的冬季花园的小气候。 在它的帮助下,维持其正常发育所需的条件:温度、空气湿度和日照时间。 此外,它还可以测量外部温度和大气压力,累积并以图表的形式显示其在一年中的变化信息。

该设备可自动控制房间的热水系统、空气加湿器、强制通风装置、两个窗户卷帘的电动驱动器以及植物补充照明装置。 事实上,它实现了所谓“智能家居”的一些功能,可以用来控制任何房间的微气候。

同时,该设备还可充当家庭气象站。 它捕获室外温度和大气压力(每小时)、当天室外温度和大气压力的绝对最小值和最大值、当年室外温度和大气压力的日平均值、室外温度的绝对最小值和最大值以及一年中每个季度的大气压及其日期。 指示器屏幕显示当天或当年过去任何季度的气象参数变化图表。

主要技术特点

  • 室温,ºC.......0...+50
  • 室外空气温度,ºС.......-50...+50
  • 大气压力,毫米汞柱.......225...825
  • 室内相对空气湿度,% .......40...70
  • 气候参数测量误差:室温, оC.......±1
  • 室外温度, оC.......±1
  • 大气压,毫米汞柱.......±1,3
  • 室内相对湿度,% .......±4,5
  • 日出日落时间,min .......±5
  • 保持室内气候参数的准确性:温度, оC.....±1
  • 空气湿度,% .......-5...+1
  • 植物的照明持续时间,分钟.......±1
  • 控制通道数:加热...... 1
  • 通风...... 1
  • 空气加湿...... 1
  • 植物照明....... 1
  • 窗帘:自动....... 1
  • 手动....... 2
  • 控制通道负载能力,V、VA(A):加热.......~230、200
  • 通风......~230, 200
  • 空气加湿.......~230, 200
  • 植物补光.......~230, 200
  • 窗帘...... 5 (1,3)

设备控制面板外观如图所示。 1. 它有两个一起工作的微控制器:ATmega32-16PU(主)和 ATtiny2313A-PU(遮阳控制)。 上图。 图2显示了其电路图的主要部分,它实现了除窗帘控制之外的所有功能。

冬季花园小气候维持装置-家庭气象站
米。 一、设备控制面板外观

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米。 2.设备主要部分电路图(点击放大)

DD1 芯片 (DS1307) 上的实时时钟为 DD2 微控制器程序提供有关当前日期和时间的信息。 该微电路具有 56 字节的通用 RAM,DD2 微控制器程序使用它来存储有关室外温度和大气压力日常变化以及有关指定设备参数的信息。

对于DD1芯片,提供了备用电源——一块G1 CR2032锂电池,可以让您在没有主电源的情况下将时钟和信息保存在RAM中。 该元件安装在“垂直”支架 CH74-2032 中。

有关环境状态的信息从大气压力传感器 B2 HP1M [03]、室内温度和湿度 B1 SHT2 [10]、室外温度 BK2 DS1B18 进入 DD20 微控制器程序。

芯片 DD1 和传感器 B1 通过接口 I 连接到微控制器 DD22C由线SCL(PD4)和SDA(PD3)形成。 同时,对于工作于三伏逻辑电平的传感器B1,提供了这些电平的转换器。 在SCL和SDA线上,它们在晶体管VT5(VT1)和电阻器R2、R9(R17、R10)上是双向的(18V↔5V)。 MCLK 和 XCLR 信号电平转换器是单向的(6 V→5 V),分别采用分压器 R1R2 和 RXNUMXRXNUMX 的形式。

微控制器通过线路PD2和PD1与空气温湿度传感器B2通信。 室外空气温度传感器 BK1 有一个 1-Wire 接口,通过微控制器的 PD0 线与其进行交换。

为了提供声音信号(如有必要),使用 HA1 压电陶瓷发射器,其控制信号由 PD7 线上的微控制器生成。

为了显示信息,使用了屏幕分辨率为 240128x000 像素的图形 LCD WG1B-TML-TZ#240 (HG128)。 它由微控制器 DD2 的端口 B 和 C 提供服务。 该指示器的一个重要优点是内置电阻式触摸面板,大大简化了控制的实施。 该面板由 DD0 微控制器的 PA3-PA2 线提供服务。

为了最大限度地减少电源电路中的干扰渗透,它通过 L2C1 滤波器馈送到 DD3 微控制器的模拟节点。

微调电阻R24设置液晶屏上图像所需的对比度,电阻R21的选择设置其背光的亮度。

执行器使用双向可控硅开关进行控制,该开关将控制电路与供电网络进行电流隔离。 这些开关是相同的,因此我们只考虑其中一个的操作。 来自微控制器DD5的输出PA2的控制信号通过电阻器R3提供给双向可控硅光电耦合器U1 MOC3063的发光二极管。 该光耦合器具有一个确定施加到光敏双向可控硅开关的电压过零时刻的单元,因此光敏双向可控硅开关及其控制的功率双向可控硅开关VS1的打开恰好发生在此时。 这确保了最低水平的开关噪声。

为了维持房间内所需的照明条件,DD2 微控制器程序会生成命令来控制卷帘的位置。 负责控制窗帘的装置电路部分如图3所示。 3. 这里有第二个微控制器(DD6)。 微控制器之间的信息交换沿着 RA7 和 RA2 (DD0) 以及 PD1、PD3 (DDXNUMX) 线路进行。

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米。 3、负责控制窗帘的部分设备电路(点击放大)

窗帘控制单元允许使用电力驱动器通过 DD2 微控制器生成的命令自动改变两个卷帘的位置,或者通过操作员的命令手动改变两个卷帘的位置。 在这种情况下,在自动模式下,两个窗帘的位置同步变化,而在手动模式下,可以单独控制每个窗帘。

在自动模式下,移动窗帘的步长等于其轴的半圈,在手动控制模式下,用户使用按钮SB1-SB4设置窗帘的所需位置。

左窗帘的电力驱动器由电动机M2、用于该窗帘上部位置的传感器B3和用于其轴转数的传感器B4组成。 在右窗帘的驱动中,分别安装有电动机M1和传感器B5、B6。

传感器 B3-B6 是基于霍尔效应 SS441A 的磁敏微电路 [3]。 永磁体安装在轴和窗帘上以对其产生作用。 LED HL1-HL4用作传感器操作的指示器,这大大简化了节点的建立。 如果需要,在调整完成后,可以用跳线替换这些LED,并且可以增加电阻器R35-R38的阻值,使得流过它们中的每一个的电流不超过5…10mA。

M1 和 M2 电机采用广泛应用于机器人领域的 Gekko MR25-275 直流减速电机。 内置齿轮箱的齿轮比为 1:275,可在输出轴上提供 330 Ncm 的扭矩,使您能够升高和降低窗帘重量达 10 公斤的卷帘。

DD3微控制器通过DA2 L298N双通道驱动器控制电机,向其发出三个控制信号:在PB6线上同时为两个窗帘生成旋转方向,以及在OC1A上生成每个电机的权限和 OC1B 线。 后者是在持续时间上调制的脉冲序列,这使得改变窗帘的移动速度成为可能。

窗帘控制模式由开关SA1设定。 在手动模式(开关打开)下,用户使用按钮 SB1(右下)、SB2(右上)、SB3(左下)和 SB4(左上)控制窗帘。 在自动模式下(开关SA1闭合),按钮SB1-SB4被阻挡,并且在微控制器DD0的线路PD1和PD3上从微控制器DD2接收控制窗帘位置的命令。

扼流圈 L2 旨在抑制运行电动机时进入设备电源电路的干扰。 它的设计电流必须至少为 2,5 A。

该器件由开关电源 PS-5-15(5 V,5 A)提供的 2,8 V 电压供电。 其电流消耗(当窗帘驱动电机关闭时)约为 90 mA。 使用集成稳定器 DA1 L3,3L1 获得为传感器 B78 供电所需的 33 V 电压。

该装置的主印刷电路板图如图4所示。 5. 其上零件的放置如图所示。 2. 对于微控制器DD3和DD2,由于板上没有用于对微控制器进行编程的连接器,因此在板上安装了面板。 引脚 12 和 13 已从 DDXNUMX 微控制器面板上移除。

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米。 4、设备主电路板图

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米。 5. 板上零件的放置

为了将 HP03M (B1) 传感器安装在板上,需要使用直径为 0,4 的镀锡单芯线,其接触区域。 对于SHT0,8(B6)传感器,建议按照图10所示制作一块小型适配器印刷电路板。 2.

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米。 6.传感器HP03M(B1)


米。 7.印刷电路板

芯片L298N(DA2)应配备小型散热器,冷却表面积为20...30 cm2。 VS1-VS4 双向晶闸管未提供散热器,因此其切换的功率不应超过 200 VA。 为了在更强大的负载上工作,三端双向可控硅开关元件必须具有适当的散热器。

该设备组装在标准电气盒中。 主板外部有传感器B2-B6,供电电压为5V,HG1指示灯、SA1开关和SB1-SB4按钮位于机箱可拆卸的前面板上,与主板相连带连接器。

请注意,指示器的触摸屏引线采用超扁平 FPC 电缆形式,设计用于连接到 FFC 连接器。 由于指示器位于外壳的可拆卸面板上,因此该电缆的长度(8 厘米)不足以连接到电路板。 它通过延长线连接到它——一根10厘米长的扁平电缆,其电线一侧焊接到FFC连接器的引脚上,另一侧安装有BLS-4连接器用于连接到印刷电路板。

磁传感器B3-B6成对安装在两块相同的印刷电路板上,该印刷电路板是根据图8所示的图纸制作的。 15. 这些板位于窗帘附近,并通过电缆连接到主板的连接器 X16 和 X4。 执行器连接至连接器 X5、X10、X11、X13、X14、X5。 XNUMXV 电源是位于其自己的印刷电路板上的独立节点。

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米。 8、PCB制图

执行器的设计特点

如果植物灯的辐射强度和光谱适合植物,则可以使用特殊的植物灯和用于照亮房间的传统植物灯来进行植物照明。 对于后一种情况,需要仔细考虑灯具的开关方案,以免出现灯具的同一根线通过其墙壁开关连接到网络的相线,并通过X4连接器连接到网络的相线的情况。中性线,这会导致事故。

为保证房间内所需的空气湿度,可以使用家用加湿器(根据房间面积一台或多台)。 加湿器应该尽可能简单,没有内置湿度控制装置。 加湿器本体上的开关必须常开,电源线连接至连接器X5。 设备将自动打开和关闭加湿器。

为了控制水加热,在向系统供应热水的管道断口处安装了带有常开热电执行器丹佛斯 TWA-V NO 8 V 的丹佛斯 RAV230 阀门,驱动电源电压为 230 V,功耗仅为 1 W. 由于阀门是常开的,如果驱动器上没有控制电压,加热系统就会打开。 这将防止冬季因设备故障或电源电压不足而导致植物结冰。

房间通风系统可能包含送风机和排气扇或两者的组合。 风扇的总功率不得超过 200 VA。

作者使用了在窗户卷帘的基础上制成的带有手动链条传动的窗帘(图9)。 它们以不同的尺寸和不同颜色的画布制作,并在许多商店出售。 由于夏季花园中窗帘的主要任务是通过屏蔽太阳辐射来减少热量流入房间,因此建议选择带有光(良好反射光)但同时密集(低密度)的窗帘。透光)画布。 在这种情况下,窗帘将是最有效的。 窗帘的宽度根据窗户开口的完全重叠来选择,长度比窗户的高度多40 ... 50厘米。

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米。 9.窗帘

窗帘由直径为 25 毫米的金属轴组成,窗帘织物缠绕在金属轴上。 塑料套管插入两侧的轴孔中,其轴线在支架的孔中自由旋转,从而将整个结构固定在墙壁上。

右侧衬套包含窗帘驱动机构,可让您使用球链升高和降低窗帘。 为了给窗帘配备电动驱动器,必须修改该套筒。 将用闩锁固定的盖从其上取下,然后将球链从滑轮上取下。 从衬套的外端移除带有制动系统元件的金属轴,通过该金属轴将金属轴固定在支架的孔中。

制动系统可防止帆布在自身重量作用下展开。 在电动窗帘中,制动功能由电动机变速箱执行,由于齿轮比大,当从窗帘到电机的方向传递力时,会产生显着的制动扭矩。

Gekko MR25-275 减速电机在机器人商店出售。 那里还购买了用于连接电机减速器的轴与其驱动的机构的适配器衬套,以及直径为 3、高度为 3 毫米的圆柱形磁铁和尺寸为 10x10 至 20x20 毫米、厚度为 3x4 至 40x60 毫米的矩形磁铁40 ... 2,5 毫米。 用 XNUMXxXNUMX 毫米、XNUMX 毫米长的金属角和厚度为 XNUMX 毫米的搁板制成支架,用于将电机减速器安装到墙上。

从窗帘上拆下的带有驱动链滑轮的套筒必须根据图 10 进行修改。 3. 在其外端钻两个带有 M3,5 螺纹的孔,用于安装沉头螺钉,用于固定电机减速器轴的紧定套。 在先前放置球链的滑轮凹槽中,沿直径方向相对地钻两个孔,直径为 6,深度为 XNUMX 毫米。

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米。 10. 传动链带轮套筒的改造

使用一对 3 毫米长的条形磁铁来制作直径为 3 毫米、长度为 6 毫米的磁铁。 每对杆由相对的极连接,并套上一根直径为3毫米的热缩管并稍微预热。 不幸的是,不可能找到所需尺寸的现成磁铁,所以我不得不分别组装两个较小的磁铁。 由此产生的磁铁被粘在滑轮的孔中,与其外表面齐平。 当窗帘轴旋转时,它们必须作用在其半圈的磁性传感器上。

用于将齿轮电机固定在墙上的支架由金属角制成。 必须在角架上钻出用于减速电机轴及其安装螺钉的孔。 轴的孔距固定在墙上的角材表面的距离应与轴另一端的工厂支架的距离相同。

在角落的底部钻了两个孔,以便将其固定在墙上。 它们的位置应远离齿轮电机的纵轴,否则在墙壁上安装支架时可能会出现困难。

窗帘应固定在距窗户顶部约 15 厘米的墙上。 建议按以下顺序执行此操作:

- 将电机减速器固定在为其制作的支架上;

- 将左右(改装)衬套安装在窗帘轴的孔中。 需要记住的是,窗帘布必须从墙和窗的一侧缠绕在轴上;

- 将窗帘安装在水平表面(例如地板上),将右套筒的轴插入工厂支架的孔中,将电机减速器的轴插入安装在安装的紧定套的中心孔中。改装左套筒,用紧定套内的螺钉固定;

- 测量用于将支架固定到墙上的孔之间的距离;

- 根据测量结果,在墙上打孔,钻孔并将销钉插入孔中;

- 从组装好的结构上拆下右侧支架,并使用预留的孔将其固定在墙上;

- 小心地提起组装好的窗帘的剩余部分,将右套筒的轴插入安装在墙上的支架的孔中;

- 使用准备好的孔将带有减速电机的支架固定到墙壁上。

从电动驱动器侧面看已安装的窗帘的视图如图 11 所示。 5. 现在可以向电机减速器施加不同极性的 XNUMX V 恒定电压,并检查帘叶在两个方向上的运动。

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米。 11. 从电驱动侧看安装好的窗帘

将带有磁性传感器的印刷电路板安装在窗帘轴下方的墙壁上,如图12所示。 4. 轴速度传感器(B6或B3)必须位于带磁铁的皮带轮下方。 磁铁到传感器主体的最小距离必须为 5...XNUMX mm。 给板通电后,转动遮光轴。 如果每个磁铁经过传感器时都伴随着 LED 的闪烁,则一切正常。 否则,您应该通过弯曲其引线来缩短磁铁与传感器之间的距离。

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米。 12.带有磁传感器的PCB

接下来,调整窗帘升起位置传感器。 为此,请将窗帘织物移至被视为顶部的位置。 通常它对应于完全打开的窗户开口。 从墙壁一侧将一块矩形磁铁放在窗帘织物上与传感器相对的位置。 上图。 11 您可以看到一个环形磁铁(任何其他磁铁都可以),在调整过程中将矩形磁铁固定在画布上。 其上方的亮点是 LED 灯透过画布发光。

如果 LED 未亮起,请弯曲传感器引线,缩短其与磁铁之间的距离。 然后降低帘叶直至 LED 关闭,然后再次升起直至 LED 亮起。 如果LED打开时窗帘的位置与所需的上部位置不重合,则应校正窗帘上磁铁的位置。 调整完成后,用Moment胶将磁铁粘在画布上找到的地方。

最后一个动作是计算窗帘轴从上(打开)位置移动到下(关闭)位置的半圈数。 它取决于窗口的高度,并且在每种具体情况下其值可能会有所不同。 这里的技术很简单——计算窗帘关闭过程中 LED 闪烁的次数。 记住这个数字;将来您需要将其输入微控制器程序中。 此后,齿轮电机和传感器板可以连接到设备的主板上。

有关设备算法的一般信息

亚热带植物的正常生长需要12小时左右的日照时间,但我国许多地区,一年中的大部分时间,日照时间要短得多。 例如,在莫斯科的纬度,其最短持续时间约为7小时。

为了控制植物的光照,每天开始时,设备计算其所在位置的日出时间Tw和日落时间Tz(程序中记录了该点的经纬度),并据此计算出植物的光照。信息,计算当前日光长度 Tsv。 该程序还存储用户指定的所需日照时间值 Tsv.tr。 如果 Тsv < Тsv.tr,则计算它们之间的差:Δ = Тsv.tr - Тsv。 这是当前日照长度应增加的时间量。 早上,设备在日出前打开背光 Δ/2,并在日出时将其关闭。 晚上,它会在日落时打开背光,并在日落后 Δ/2 时关闭背光。 基于[4]中给出的算法,使用了一种计算日出和日落的算法。

用户使用菜单在 40...70% 范围内设置房间内所需的空气湿度。 如果湿度低于要求值5%,设备将打开加湿器,并在达到设定值时关闭加湿器。

为了植物的正常发育,室内必须保持一定的温度。 同时,它也不可能全年保持恒温——植物也有关于季节的“概念”,每个季节必定有自己的平均气温,对应于亚热带气候。

为了满足这一要求,DD2单片机的EEPROM中包含了一年中房间内逐月温度变化的规律。 根据表格,它包含每个月的舒适温度和最低允许温度值。 1.

表1

Tkomf, ºС Tmin, ºC
一月 14 12
二月 16 12
三月 18 14
四月 22 15
25 15
六月 27 15
七月 27 15
奥古斯 26 15
九月 22 15
十月 19 14
十一月 16 14
十二月 12 12

通过控制供暖系统、通风系统和窗帘的运行,该设备力求将房间内的温度与舒适温度的相差不超过 1 度。 оC. 然而,实际上,只有在寒冷季节,当普通房屋供暖系统运行时,才能维持这种耐受性。 其余时间,当有过多热量流入房间时,该设备会试图防止超过舒适温度。

如果室温因任何原因低于最低允许温度,设备会发出一连串三声短促的蜂鸣声,大约每分钟一次。

两个微控制器之间的信息交换沿着连接 DD34 的引脚 6 (PA2) 到 DD2 的引脚 0 (PD3) 以及连接 DD33 的引脚 7 (PA2) 到 DD3 的引脚 1 (PD3) 的线路进行。 微控制器DD2为主,DD3为从。

在初始状态下,主站的输出 PA7 和 PA6 配置为输入,从站的 PD1 和 PD0 线可以处于表中所示的状态之一。 2. 在从机准备接收状态下,PD1 和PD0 配置为输入,其逻辑30 电平由电阻R31 和RXNUMX 支持。

表2

PD1 PD0 微控制器 DD3 的状态
0 0 手动控制方式
1 0 还没准备好接收
1 1 准备接收

如果从机处于就绪状态,则主机可以生成读取窗帘当前位置的请求或改变窗帘位置的命令。 在这两种情况下,都会传输一个字节。 当响应请求时,该字节对窗帘的当前位置进行编码 - 从顶部位置算起,窗帘降低了多少半圈。 在改变窗帘位置的命令字节中,该字节的最高有效位表示运动方向(1 - 下降,0 - 上升),其余 - 运动半圈数。

当发出读取窗帘位置的请求时,主机将其 PA7 和 PA6 引脚配置为输出,并在其上设置代码 20,持续 01 ms。之后,它将引脚重新配置为输入模式(逻辑 30 电平开启)。保持电阻器 R31 和 RXNUMX 的线路)并等待来自从机的信息字节。

从机等待 PD0 引脚返回单一状态后,将其 PD1 和 PD0 引脚配置为输出并开始发送。 它在 PD0 线上以串行代码形式传输信息,并在 PD1 线上传输每个位并附带一个时钟脉冲。 传输完成后,从设备将其 PD1 和 PD0 引脚配置为输入。

要发送更改窗帘位置的命令,主机将 PA7 和 PA6 引脚配置为输出,并在其上设置代码 20 00 ms,之后开始传输命令字节,在 PA6 引脚上生成其串行代码并在 PA7 引脚上伴随每个位一个时钟脉冲。 传输完成后,主机将其 PA7 和 PA6 引脚配置为输入。

从机接收到代码组合00后,切换到命令接收模式。 完成接收后,它将其输出 PD1 和 PD0 配置为输出,在其上设置代码 10(“未准备好接收”),并继续执行命令,并事先检查其内容的有效性。 如果在验证期间在命令中发现无效值,则会将其替换为可接受限制内的值。 执行命令后,从机返回就绪状态。

DD2微控制器的运行算法可以简化地表示为由嵌套循环组成:每年、每天、每小时、温度控制和主循环。

次年年初,检查其变更的正确性。 事实上,年份寄存器中的值不仅会由于其自然变化而变化,而且还会由于许多其他原因而变化。 例如,如果实时时钟芯片出现故障或发生故障。 不合时宜的“新年”可能会导致 EEPROM 中自年初以来积累的所有天气数据都将被销毁。

如果当前年份比前一年多一年,则检查年份更改的正确性被视为成功。 为了能够检查这一点,在日期设置过程中,年份值被加载到实时时钟芯片的寄存器和微控制器的 EEPROM 中,在测试期间从那里选择它作为控制。

如果测试成功,程序会更新 EEPROM 中的年份参考值并删除去年的天气数据。 否则,EEPROM 的内容保持不变,并且程序在指示器上显示消息“YEAR ERROR”,而不是星期几的名称,并继续工作。

每天开始时,程序都会计算过去一天的平均外部气温和气压值。 该信息被输入到存储当年天气数据的 EEPROM 区域的下一个单元中。 检查当前季度室外温度和大气压力的最大值和最小值是否需要更新。 如果需要,存储在 EEPROM 中的值将被更新。

实时时钟的 RAM 单元存储有关外部温度和大气压力每日变化的信息,并被重置。 有关允许室温的信息从 EEPROM 中读取。 然后计算日出和日落的时刻、当前白天的持续时间以及植物补光装置开启和关闭的时刻。

当下一个小时到来时,程序将前一小时结束时测量的外部温度和大气压力值输入到实时时钟的 RAM 单元中。 它更新每日温度和气压的图表。

在温度控制循环中,程序控制加热系统的运行、通风和窗帘的位置。 用于调节的初始数据是房间内的温度、梯度、供暖和通风系统以及百叶窗控制的状态和可用性。

与上述由程序以恒定频率执行的循环相比,用户可以在 2 至 30 分钟的范围内改变控制循环的重复周期。 事实上,在其调节装置的影响下,房间内的温度变化不会立即发生,而是会出现一些延迟,这取决于许多因素,例如房间的热容量和房间的热容量以及空调的有效性。监管手段。 因此,在每种具体情况下,必须通过实验选择实施该循环的最佳周期。

最后是主循环,程序以大约一秒的周期重复该循环。 在此周期中,它读取并显示来自温度、湿度、压力传感器和实时时钟的信息,控制加湿器,打开和关闭植物辅助照明,并询问控制。 当满足适当的条件时,将从主循环调用上面讨论的循环。

微控制器DD3的程序在开机时,首先将窗帘升到顶部位置。 人们相信它们的位置是任意的并且程序未知,为了正确控制它必须有一个参考点,即窗帘的上部位置。 当将窗帘控制系统从手动模式切换到自动模式时,执行相同的操作,因为在这种情况下,程序认为窗帘的当前位置未知。

在手动控制模式下,程序在与 DD2 单片机的通信线上设置代码 00(手动控制标志),然后不断检查 SB1-SB4 按钮的状态。 根据它,它为电动窗帘驱动器的电机生成控制信号。 当窗帘移动时,程序会监控其上部位置传感器的状态。 如果窗帘升起,传感器将阻止其进一步上升。 但当窗帘降下时,没有软件控制其位置(无法通过现有的一组传感器进行可靠的组织),因此用户可以通过视觉进行此控制,在适当的时刻停止窗帘。

在自动控制模式下,软件将PD0和PD1引脚配置为输入并不断检查其状态。 当检测到来自主机的请求时,程序会识别其类型并传输有关窗帘当前位置的信息,或接收更改其位置的命令。 如果收到的命令要求降下窗帘,则首先检查其是否可接受。 检查的意义是防止画布降低到允许的水平以下 - 如上所述,设备中没有用于窗帘下部位置的传感器。 验证算法很简单 - 窗帘的当前位置(轴从顶部位置开始的半圈数)由程序与命令中包含的半圈数相加。 如果结果超出程序中存储的最大允许值,则可接受的值受到限制。 当窗帘升起时,无需进行检查,因为在任何情况下,窗帘都会根据来自上部位置传感器的信号而停止。

该计划规定日落后强制拉开窗帘,因为在夜间窗帘不发挥隔热功能。

指示器上显示的信息

开机后,设备工作在基本信息显示模式(图13)。 指示器显示当前日期、时间和星期几、当天的日照时间、大气压、室内外温度、室内湿度。 显示用户设置的供暖、通风和窗帘控制模式。

冬季花园小气候维持装置-家庭气象站
米。 13. 指标显示的信息

右上角显示受控设备的当前状态:“Vn”- 通风,“From”- 加热,“Sv”- 植物照明装置,“Uv”- 空气加湿器。 如果设备当前已打开,其名称会被框包围。 在图中。 13 - 这是植物的加热和照明。

在屏幕的右下部分,显示了室外温度或大气压力(由用户选择)的每日变化曲线图。 在图表右侧的矩形框中,放置了当天过去部分图表上显示的参数的最大(顶部)和最小(底部)值。

屏幕的三个区域用作触摸控制按钮。 上图。 13 它们被红框包围(屏幕上没有这样的框)。 按中间按钮可以选择图表上显示的参数(大气压或外界温度),按右侧按钮可以将指示灯切换到显示当前过去一段时间累积的气象数据的模式年。

该模式下指示灯的屏幕视图如图 14 所示。 XNUMX、由于屏幕分辨率不足以显示全年信息,所以按季度显示。 在屏幕的上部,显示季度数(在一帧中)以及所选季度的外部温度和大气压力的绝对最大值和最小值,指示它们的日期记录了。

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米。 14. 指标的屏幕视图

屏幕中间有一个季度室外温度和大气压日平均值变化的图表。 压力曲线显示为粗线,温度曲线显示为细线。 默认情况下,进入此模式会显示当前季度的数据。 您可以使用屏幕按钮“上一页”和“下一页”转到其他区域,按屏幕按钮“退出”则返回到显示主要信息的模式。 如果设备内存中没有所选季度的数据,则会显示消息“无数据”。

服务菜单

使用此菜单可以设置设备操作中使用的参数值。 它允许您设置:

- 当前日期、时间和星期几;

- 设备所在位置的时区(相对于 UTC 的小时数)。 需要此信息来计算日出和日落的时间;

- 所需的日照时间范围为 10 ... 20 小时,分辨率为 1 小时;

- 室内所需空气湿度在 40 ... 70% 范围内,分辨率为 1%;

- 使用加热系统的模式“手动”或“自动”。 在“自动”模式下,加热系统按程序工作,在“手动”模式下不进行控制,热电驱动器断电,控制阀打开。 房间供暖散热器永久连接到一般房屋供暖系统。 夏季不需要制热时建议开启该模式;

- 使用“关闭”或“自动”通风系统的模式;

- 2 ... 30 分钟内温度控制循环的重复周期,离散度为 1 分钟。

此外,菜单还提供了从内存中删除有关室外温度和大气压力的日常信息的可能性。 该操作应在设备首次开机时以及更换实时时钟芯片的备用电池后进行。 否则,该微电路的 RAM 单元将包含与实际值无关的随机值,程序将在此基础上构建每日计划。 更糟糕的是,这些不可预测的数值将被纳入年度统计数据中。

按左侧屏幕按钮进入菜单(见图 13)。 指示器屏幕将采用如图 15 所示的形式。 XNUMX. 参数名称及其当前值将显示在框架中。 屏幕上有按钮用于选择“PREV”和“NEXT”参数,更改当前参数“+”和“-”,以及在保存“EXIT”参数时退出菜单。 您可以随时退出菜单,无需检查所有参数,只需更正必要的参数即可。

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米。 15. 指标的屏幕视图

为微控制器准备程序的特点

由于DD2单片机的程序存储器不足,无法通过菜单实现设备的所有服务功能。 换句话说,在编译程序之前必须在程序文本中指定一些参数。 确实,这样的参数只有三个,并且在设备使用过程中不需要更改它们。 这些是设备使用地点的地理坐标(纬度和经度),以及将窗帘从最高位置移动到最低位置所需的窗帘轴半转传感器的脉冲数。 最后一个数字也必须输入到 DD3 微控制器程序中。

因此,只有当设备距离莫斯科不超过 70 ... 100 公里(其坐标在程序),窗帘落下 25 圈半圈。 在其他情况下,程序的文本需要更正。

为此,在 DD2 微控制器程序源代码(文件 klimat_mega.bas)的开头,找到变量声明后的行:

La = 55.5' 纬度(度)

Lo = 37.5' 经度(度)

Stepmax=25 '步数

并将其中的变量值替换为您需要的值。 在 DD3 微控制器程序的源文本(文件 klimat_tiny.bas)的开头,找到以下行

Stepmax = 25 '步数

并将其中的数字 25 替换为窗帘的步数(半圈)。 之后,编译两个程序并将生成的十六进制文件中的代码上传到微控制器。

编程微控制器的顺序

应按以下顺序对微控制器 DD2 (ATmega32-16PU) 进行编程:

1. 根据表格对微控制器配置进行编程。 3.

2. 将 Init_Mega.hex 文件中的代码加载到微控制器中并运行该程序。 它将准备微控制器的 EEPROM 进行操作 - 它将信息从表加载到其中。 1、清除放置当年天气数据的区域(如果单片机已经使用过,可能会有之前程序记录的信息)。

3、五到十秒后,将编译好的工作程序下载到单片机中。

对 DD3 微控制器进行编程没有特殊功能。 其配置必须与表相对应。 4.

表3

ATmega32
类别 价值 类别 价值.
奥登 1 水平 1
捷达 1 博登 1
斯皮恩 0 被测单元1 1
SCORT 1 被测单元0 0
欧洲储蓄银行 1 CKSEL3 0
靴子1 0 CKSEL2 0
博佐 0 CKSEL1 1
引导程序 1 CKSEL0 1

表4

ATtiny2313
类别 价值 类别 价值
自我保护 1
德温 1 CKDIV8 1
欧洲储蓄银行 0 输出 1
斯皮恩 0 被测单元1 1
威登 1 被测单元0 0
身体水平2 1 CKSEL3 0
身体水平1 1 CKSEL2 0
博德维洛 1 CKSEL1 0
RSTDISBL 1 CKSELO 1

PCB 文件和微控制器程序可以从 ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/09/clim.zip 下载。

文学

  1. HP03系列校准传感器模块。 HP03M。 - 网址:hoperf.com/upload/sensor/H P03M.pdf
  2. 数据表 SHT1 x(SHT10、SHT11、SHT15)。 湿度和温度传感器。 - URL:datasheetlib.com/datasheet/709656/sht10_crouzet.html。
  3. SS400 系列温度补偿数字霍尔效应传感器 IC。 - URL:sensing.honeyweN.com/honeyweN-sensmg-ss400-series-product-sheet-009050-3-en.pdf?name=SS441A。
  4. 日出/日落算法示例。 - 网址:williams.best.vwh.net/sunrise_sunset_example.htm。

作者:A. Savchenko

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