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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Controlador de acuario. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Hogar, hogar, hobby Mantener peces de acuario es una tarea bastante lenta. Es necesario encender la luz a tiempo, apagar el compresor por la noche, suministrar alimentos de manera oportuna, apagar el filtro durante la alimentación, etc. Para simplificar esta tarea, se desarrolló el dispositivo propuesto. Este, a diferencia de otros similares, está diseñado para controlar no lámparas incandescentes, sino LEDs que iluminan el acuario. Equipé el acuario con iluminación LED, que tiene un efecto beneficioso no solo en la salud y el color de los peces, sino también en el desarrollo de las plantas del acuario. Se hizo multicolor, y no solo se puede encender o apagar, sino que también se puede clasificar en hasta cincuenta estados de diferentes duraciones, que difieren en el brillo y el color de la luz de fondo. También es posible controlar el funcionamiento de otros dispositivos del acuario según un programa definido por el usuario. El indicador muestra la hora actual, el estado del compresor y del filtro, la temperatura media del agua y el estado del calentador, así como la potencia de calefacción actual como porcentaje de la nominal. La máquina mide la temperatura del agua con un sensor digital DS18B20, y es posible conectar dos sensores y estabilizar la temperatura según la media aritmética de sus lecturas. Hay tres temporizadores de programa para encender y apagar el compresor, y tres temporizadores más para encender y apagar el filtro. Puede establecer la cantidad de tomas por día para el comedero eléctrico, la cantidad de porciones de alimento por toma y establecer la duración de las pausas entre porciones. La máquina consta de dos bloques principales: un tablero de control y un tablero de alimentación y conmutación, cuyos diagramas se muestran respectivamente en la fig. 1 y la figura. 2. El conector XP5 de la primera placa se conecta al conector XP6 del segundo cable plano. En el dispositivo ensamblado, las señales generadas por el microcontrolador DD2 en las salidas de PC4 y PC5 se envían a las puertas de los transistores de efecto de campo VT3 y VT4 que controlan los relés K1, K2. Los contactos del relé se llevan a las almohadillas XT6, XT7 y, a través de ellos, se suministra energía a los motores del filtro y del compresor. Paralelamente a los devanados del relé, se instalan los diodos VD1, VD4 que suprimen las sobretensiones de autoinducción.
A través del conector XP2, según el esquema que se muestra en la fig. 3, los botones de control SB2-SB5 y LCD HG1 (dos líneas de 16 caracteres cada una) están conectados al microcontrolador. En lugar de la pantalla LCD WH1602C indicada en el diagrama, funcionará el MT-16S2D u otro indicador similar. El transistor de efecto de campo VT1 controla el brillo de la luz de fondo de la pantalla LCD de acuerdo con las señales del microcontrolador, y la resistencia R1 limita la corriente máxima de la luz de fondo. Un divisor de voltaje para controlar el contraste del indicador se ensambla en las resistencias R2-R4.
La energía del chip de reloj en tiempo real DS1307 (DD1) está respaldada por una celda de litio G1, que mantiene el reloj en funcionamiento cuando la energía principal está apagada. Este chip está conectado al microcontrolador a través de la interfaz I.2C. Para controlar el estado del elemento G1, parte de su voltaje a través del divisor resistivo R6R7 se alimenta al pin 37 del microcontrolador, la entrada del ADC integrado. El microcontrolador DD2 ATmega644 funciona con un resonador de cuarzo ZQ2 con una frecuencia de 20 MHz. La resistencia R8 y el condensador C2 forman el circuito de reinicio inicial del microcontrolador. Para transferirlo a este estado en caso de falla del programa, se utiliza el botón SB1. L1C6 - filtro de potencia ADC del microcontrolador. El conector XP3 está diseñado para conectar el microcontrolador al programador. La configuración del microcontrolador se programa de acuerdo con la tabla.
Las puertas están conectadas a los contactos 1 de los bloques XT1-XT3 y a los contactos 2: las fuentes de los transistores de efecto de campo que no se muestran en el diagrama (se usaron transistores IRLR024N) que controlan los LED de retroiluminación del acuario. El conector XP4 está diseñado para la conexión de acuerdo con el esquema que se muestra en la fig. 4, alimentador electrónico "Feeder AF2003", comprado en la tienda online. Al elegir un alimentador, debe prestar atención a que no tenga un indicador LCD. El conector XP1 se usa para conectar el actuador del amortiguador ubicado en la tapa del acuario debajo del comedero.
Se ha retirado toda la parte electrónica del alimentador, quedando únicamente el motor eléctrico (M1 en Fig. 4) y el final de carrera SF1. Siguiendo la rotación del alimentador con la ayuda de este último, el microcontrolador DD2 genera señales de control para el transistor de efecto de campo VT5, que enciende y apaga el motor M1. La tensión de alimentación del motor (3 V) está estabilizada por el estabilizador integral DA2. La corriente consumida por el motor es bastante grande, por lo que se necesita una fuente separada para alimentarlo, conectada al bloque XT9. Usé una fuente de alimentación de iluminación LED. El conector XP7 se conecta con un cable plano al conector XP4 de la placa de control. El condensador C17 suprime el ruido generado por el motor M1. Se suministra tensión de red de 220 V al bloque XT4 (ver Fig. 2). Reducida a 6 V por el transformador T1, la tensión alterna rectifica el puente de diodos VD2. El capacitor de suavizado C8 está separado del puente por el diodo VD3, por lo que el voltaje a través del divisor resistivo R24R25 es pulsante, desde cero hasta el valor de amplitud. Parte de esta tensión se suministra a la base del transistor VT2, por lo que el transistor se cierra cuando el valor instantáneo de la tensión de red es cercano a cero. Los pulsos con una frecuencia de 100 Hz del colector del transistor VT2 se alimentan a la entrada PD2 del microcontrolador. De la tensión rectificada suavizada por el condensador C8 mediante el estabilizador DA1 se obtiene una tensión estabilizada de 5 V para alimentar todos los nodos del dispositivo. Desde la salida PC3 del microcontrolador, la señal va al optotriac U1, que, a su vez, controla el triac VS1, que regula la potencia del calentador de agua en el acuario. El circuito R31C12 suprime los picos de voltaje del triac. Un calentador sin un relé térmico incorporado está conectado al bloque XT8. Según el esquema mostrado en la fig. 5, uno o dos sensores de temperatura BK5, BK1 instalados en el acuario están conectados al bloque XT2. En caso de falla de uno de ellos, el control de temperatura continúa de acuerdo con las lecturas del restante. En ausencia o mal funcionamiento de ambos, el calentador de agua se apaga, sobre lo cual se muestra un mensaje en el indicador.
En la fig. 6. Tipos de conectores instalados en él: XP1 - PLS-3, XP2 - IDC-16MS (BH-16), XP3 - IDC-06MS (BH-06), XP4- WF-04, XP5 - IDC-08MS (BH - 08). La placa tiene 12 puentes de cables y siete puentes de montaje en superficie. Para la celda de litio CR2032 (G1), se proporciona un soporte BS-02D-1B.
La placa de circuito impreso para alimentación y conmutación se muestra en la fig. 7. Aquí el conector XP6 es IDC-08MS (BH-08). Transformador T1 - TPK-2-6V con tensión secundaria de 6 V a una corriente de 0,4 A. El estabilizador integral 78M05CDT puede ser reemplazado por cualquier otro para una tensión de 5 V y una corriente de carga de al menos 0,5 A. Ambos relés son HK4100F-DC5V-SHG, en cambio, serán adecuados otros relés con un devanado de 5 V y límites de voltaje y corriente de conmutación, lo que proporciona un control confiable del filtro y el compresor. Condensadores C9, C12 - K73-17 o sus contrapartes importadas.
La unidad de control del alimentador (diagrama en la Fig. 4) está ensamblada en una placa de circuito impreso que se muestra en la fig. 8. No se muestra el dibujo de la placa con los botones SB2-SB5 por su sencillez.
Cuando se enciende el dispositivo, se muestra una pantalla de inicio en la pantalla LCD, luego se lleva a cabo una transición automática al menú "Básico". Después del primer arranque, debe presionar, estando en este menú, el botón "Seleccionar" de SB3, mantenerlo presionado hasta que aparezca el mensaje "Restablecer configuración de fábrica" en el indicador, y luego presionar el botón "Menú" de SB2. La hora se configurará a las 23:59:59 y la fecha a las 30:04:13, martes (martes), y todas las configuraciones se restablecerán a cero; esta es la configuración predeterminada en el programa. Se descubrió experimentalmente que si, con un elemento G1 descargado o su ausencia, la fuente de alimentación externa del dispositivo se apaga, luego de encenderlo, aparecerán signos sin sentido en el indicador. En este caso, debe presionar simultáneamente los botones SB4 "+", SB5 "-" y mantenerlos presionados durante más de dos segundos. El chip DS1307 se reiniciará y la información del indicador se actualizará. Al pulsar el botón SB2, pasan del menú "Básico" al menú "Configuración del compresor". Aquí, presione el botón SB3 y vaya al submenú "1st timer". Después de eso, presionando el botón SB2, seleccione "Temporizador de encendido / apagado", "Temporizador de horas", "Temporizador de minutos", "Temporizador de horas de apagado" o "Temporizador de minutos de apagado" para cambiar. El parámetro seleccionado se cambia presionando los botones SB4 y SB5. Luego, presionando el botón SB3, accede al submenú "2nd timer". Todas las acciones en este submenú son las mismas que las descritas anteriormente. La siguiente pulsación del botón SB3 va al submenú "3er temporizador" y lo configura de la misma manera. Con una presión más en el botón SB3, todos los valores de parámetros modificados se guardan en la EEPROM del microcontrolador y regresan al menú "Configuración del compresor". Pulsando de nuevo el botón SB3, se pasa de este menú al menú "Configuración de la bomba de filtro". También hay tres temporizadores que se configuran como temporizadores de compresor, y después de configurar el tercer temporizador, todos los parámetros modificados se almacenan en EEPROM. Desde el menú "Configuración de la bomba de filtro", presionando el botón SB2, vaya al menú "Configuración del calentador". En él, presionando el botón SB3, se accede al submenú "Calentador" y presionando los botones SB4 y SB5 enciende o apaga la calefacción del acuario. Pulsando de nuevo el botón SB3, accede al submenú "Temperatura del agua" y, pulsando el botón SB2, selecciona el umbral de temperatura inferior (por debajo del cual aumentará la potencia del calentador) o su umbral superior (por encima del cual la potencia del calentador disminuirá). ) cambiar. Luego, al presionar el botón SB3, los valores modificados se guardan en EEPROM y regresan al menú "Configuración del calentador". Desde aquí, cuando presiona el botón SB2, el programa va al menú "Configuración de iluminación". En él, al presionar el botón SB3, se abre el submenú "On Time". Pulsando el botón SB2 se seleccionan las horas o minutos de inclusión a cambiar. El parámetro seleccionado se cambia presionando los botones SB4 y SB5. Luego, presionando el botón SB3, vaya al submenú "Etapa 1" y presionando el botón SB2, seleccione "Tiempo de funcionamiento", "Control PWM LED azul", "Control PWM LED rojo" o "Control PWM LED blanco" para cambiar. El parámetro seleccionado se cambia presionando los botones SB4 y SB5. El tiempo de funcionamiento se establece en minutos en el rango de 0 a 600. La siguiente pulsación del botón SB3 lo lleva al submenú "Etapa 2", donde todas las acciones son idénticas a las anteriores. El número de submenús "Etapa" puede llegar a cincuenta, y para cada uno de ellos puede establecer sus propios parámetros. Por ejemplo, se implementa un encendido o apagado suave de la retroiluminación configurando una secuencia de etapas cortas con un brillo de los LED que aumenta o disminuye gradualmente. Las etapas no configuradas permanecen en el estado cero y no afectan el carácter de la luz de fondo. En el submenú "Etapa 50", al pulsar el botón SB3, en el indicador se muestra el mensaje "Fin del ajuste de iluminación". Luego, al presionar el mismo botón, todas las configuraciones se guardan en la EEPROM del microcontrolador y regresan al menú "Configuración de iluminación". Desde este menú, al presionar el botón SB2, se accede al menú "Configuración del reloj", desde donde, al presionar el botón SB3, se accede al submenú "Configuración de la fecha". Presionando el botón SB2 elija cambiar el día, mes o año. Los parámetros se cambian presionando los botones SB4 y SB5. Luego, presionando el botón SB3, se accede al submenú "Configuración del día". Habiendo seleccionado aquí con los botones SB4 y SB5 el día de la semana, de lunes (Mon) a domingo (Sun), presionando el botón SB3 vaya al submenú "Configuración de la hora". En él, al presionar el botón SB2, se seleccionan las horas, minutos y segundos a cambiar, y al presionar los botones SB4 y SB5, se configuran los valores deseados. Al presionar el botón SB3, la hora ingresada se memoriza y regresa al menú "Configuración del reloj". La siguiente pulsación del botón SB2 va al menú "Corrección de horas por día", y usando los botones SB4 y SB5 cambia el número de segundos de la corrección (de +9 a -9), que se ingresa automáticamente en el reloj Lecturas una vez al día. Al presionar nuevamente el botón SB2, los valores configurados se almacenan en EEPROM y pasan al menú "Corrección del reloj de la semana". Aquí, usando los botones SB4 y SB5, configura la cantidad de segundos de la corrección (de +6 a -6) que se realiza a las lecturas del reloj una vez por semana. Con otra pulsación del botón SB2, los valores de corrección se guardan en EEPROM y van al menú "Brillo de retroiluminación LCD". Este parámetro se puede cambiar usando los botones SB4 y SB5 dentro del rango de 0-100%. Al presionar el botón SB3, vaya al submenú "Tiempo de luz de fondo". y los botones SB4, SB5 establecen la duración de la retroiluminación de la pantalla LCD (en segundos) después de la última pulsación de cualquier botón. Luego, presionando el botón SB3, se accede al submenú "Tiempo de retorno". Los botones SB3 y SB4 cambian el retraso de regreso en el menú "Básico". La siguiente pulsación del botón SB3 vuelve al menú de brillo de la luz de fondo de la pantalla LCD. Durante esta transición, los valores de los parámetros modificados en los submenús considerados se guardan en la EEPROM del microcontrolador. Al presionar el menú de brillo de la luz de fondo de la pantalla LCD en el botón SB2, se muestra en la pantalla LCD el valor del voltaje de la celda de litio G1 medido por el microcontrolador. Al presionar el mismo botón una vez más, ingresa al menú "Ver temperatura", donde puede ver las lecturas de los sensores de temperatura. Si el sensor está desactivado, se mostrará "1-Off" o "2-Off" en lugar del valor de temperatura. La próxima vez que presione el botón SB3 vaya al submenú "Д1 ROM Cod". Aquí, cuando presiona el botón SB2, el microcontrolador lee los números de serie únicos de los sensores de temperatura conectados a la máquina. Al presionar el botón SB4 o SB5, puede seleccionar cualquiera de ellos para seguir trabajando como sensor D1. Presionando y manteniendo presionados los botones SB2 y SB5 al mismo tiempo, se fija esta elección. Al mantener presionados los botones SB4 y SB5 al mismo tiempo, se borra la información sobre la elección del sensor D1. Al presionar el botón SB3, se escribirán los cambios en la EEPROM y se abrirá el submenú "D2 ROM Cod". Todas las operaciones en él son similares a las descritas, pero se refieren al sensor D2. Tenga en cuenta que el mismo sensor no se puede seleccionar como D1 y D2. Luego, presionando el botón SB3, accede al submenú "Tiempo de sondeo del sensor", en el cual, presionando los botones SB4 y SB5, configura el período de sondeo del sensor hasta 60 s. Al presionar nuevamente el botón SB3, el valor establecido se guarda y regresa al menú "Ver temperatura". Ahora, al presionar el botón SB2 se abre el menú "Configuración del alimentador". Desde él, presionando el botón SB3, se accede al submenú "T-1". Con el botón SB2, seleccione los elementos "Encendido / apagado", "Horas de funcionamiento del temporizador", "Minutos de funcionamiento del temporizador", "Número de porciones: número de veces que se activa el alimentador", "Pausa entre activaciones del alimentador" para cambiar. El valor seleccionado se cambia presionando los botones SB4 y SB5. Al presionar nuevamente el botón SB3, todos los parámetros modificados se almacenan y pasan al submenú "T-2". Con la siguiente pulsación del mismo botón pasan al submenú "T-3", y con una pulsación más vuelven al menú "Configuración del alimentador". Las operaciones en los submenús "T-2" y "T-3" son similares a las descritas para "T-1". Luego, presionando el botón SB2, ingresa al menú "Configuración de servo", desde el cual, presionando el botón SB3, ingresa al submenú "Abrir" y usa los botones SB4, SB5 para ajustar la posición del amortiguador bajo el alimentador en el estado abierto. Pulsando de nuevo el botón SB3, vaya al submenú "Cerrado" y ajuste la posición de la compuerta cerrada. Las posiciones de las compuertas así seleccionadas se tomarán posteriormente durante el funcionamiento del alimentador electrónico. La última pulsación del botón SB3 escribirá en la EEPROM los valores de todos los parámetros modificados y devolverá el programa al menú "Básico". El archivo de la placa de circuito impreso en formato Sprint Layout 5.0 y el programa del microcontrolador se pueden descargar desde ftp://ftp.radio.ru/pub/2014/11/aquarium.zip. Autor: A. Laptev
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