Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Relpol przekaźniki
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Sterownik inkubatora

flodins 24 Mar 2011 17:46 10002 15
  • Sterownik inkubatora
    Opis

    Urządzenie wykonane dla hodowcy papug z gatunku Lorysów. Projekt został zrealizowany już dosyć dawno bo w 2008r i był moim pierwszym poważnym projektem opartym na mikrokontrolerze.

    W skrócie; układ umożliwia trójstrefową klimatyzację oraz zaplanowanie oświetlenia na konkretne godziny.Sercem układu jest mikrokontroler ATMega16. Zajmuje się on obsługą alfanumerycznego wyświetlacza LCD 4x16, obsługą klawiatury, monitorowaniem danych z czujników, włączaniem odpowiednich przekaźników oraz sprawdzaniem aktualnego czasu. Program kontrolera został napisany w języku C. Obwód wykonany na laminacie dwustronnym z soldermaską. Układ posiada zasilanie sieciowe z wbudowanym transformatorem, pobór mocy nie przekracza 10VA.

    Kontrola temperatury

    Utrzymanie temperatury na odpowiednim poziomie z zadaną histerezą odbywa się poprzez cykliczne sprawdzanie danych z cyfrowego czujnika temperatury firmy Maxim/Dallas DS18B20. Ponieważ odległości od sterownika są niewielkie sensory zostały połączone interfejsem 1-Wire w trybie zasilania pasożytniczego z lini danych. Dane z czujnika są 12 bitowe co umożliwiło prezentację z rozdzielczością do 0.01°C. Mikrokontroler na bieżąco wyświetla temperaturę każdego z trzech czujników jednocześnie sprawdzając czy temperatura nie przekracza zadanych progów. W wypadku gdy temperatura przekroczy zadany poziom powiększony o wartość histerezy za pomocą przekaźnika zostaje włączona lub wyłączona grzałka.

    Kontrola wilgotności

    Kontrola wilgotności odbywa się w identyczny sposób jak w przypadku temperatury z tą różnicą, że w tym przypadku załączane są wentylatory. Różni się natomiast sposób obsługi i zasilania czujników. Do pomiaru wilgotności względnej służy czujnik SYH-2T4W firmy SYHITECH. Wybór padł na ten model ze względu na to, że posiada on kompensację temperaturową co w tym układzie jest bardzo ważne. Standardowe czujniki wilgotności posiadają nieliniowe charakterystyki temperaturowe co bardzo utrudniłoby pomiar w zmiennych warunkach.

    SYH-2T4W wymaga zasilania przebiegiem zmiennym o wartości 1Vrms i częstotliwości 1kHz. Generator fali prostokątnej o odpowiednich parametrach został zrealizowany w oparciu o wzmacniacz operacyjny TL072. Druga połówka wzmacniacza w konfiguracji inwertera pozwala na kontrolę amplitudy przebiegu za pomocą potencjometru na płytce. Sygnał zmienny jest podawany na czujnik podłączony w konfiguracji dzielnika napięcia.

    Napięcie to jest prostowane w układzie prostownika idealnego opartego na dwóch wzmacniaczach operacyjnych. Zastosowanie prostownika idealnego zostało podyktowane koniecznością przetwarzania napięć w zakresie od 0V do 1V co całkowicie wyklucza tradycyjne mostki prostownicze, które jak wiadomo wprowadzają spadek ~0.7V na diodę. Sygnał ten następnie jest podawany do przetwornika analogowo-cyfrowego poprzez obwód RC stanowiący filtr dolnoprzepustowy konieczny dla zachowania stabilności pomiaru. Pomiar wilgotności względnej dokonywany jest z dokładnością do 1%.

    Kontrola naświetlenia

    Sterownik umożliwia ustawienie dla każdej komory dwóch odrębnych przedziałów czasowych, w których mają być włączone lampy naświetlające. Algorytm kontroli polega na porównywaniu zadanych godzin z aktualnym czasem pobranym z układu RTC o którym będzie mowa poniżej.

    Zegar czasu rzeczywistego

    Odmierzaniem czasu zajmuje się układ DS3231 wspomnianej już firmy Maxim. Posiada on wbudowany rezonator kwarcowy skalibrowany laserowo w procesie produkcji. Dokładność zegara wynosi ±2ppm (części na milion) w zakresie 0°C do +40°C dlatego określany jest przez producenta jako "Extremely Accurate". Układ ten posiada interfejs I²C, za pomocą którego możliwa jest dwustronna komunikacja z mikrokontrolerem. Sterownik pozwala na ustawienie aktualnej godziny po przejściu do menu opcji.

    Obsługa błędów

    Sterownik posiada możliwość wykrywania uszkodzenia urządzeń podłączonych do niego. W przypadku wykrycia, że układ nie jest wstanie utrzymać zadanych warunków zostaje włączony sygnał dźwiękowy oraz wyświetlony komunikat na ekranie. Anulowanie alarmu odbywa się wyłącznie po naciśnięciu przycisku na panelu. Rozwiązanie jest konieczne ze względu na delikatność nadzorowanych obiektów.

    Sterownik ponad to posiada dodatkową pamięć eeprom w której zapisuje ustawienia odczytywane przy powrocie zasilania.
    Zdjęcia zrobione bardzo dawno temu jeszcze przed wprowadzeniem poprawek kosmetycznych do menu.

    Sterownik inkubatora Sterownik inkubatora Sterownik inkubatora Sterownik inkubatora Sterownik inkubatora Sterownik inkubatora
    Sterownik inkubatora Sterownik inkubatora Sterownik inkubatora Sterownik inkubatora Sterownik inkubatora Sterownik inkubatora
    Sterownik inkubatora Sterownik inkubatora

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    flodins
    Poziom 12  
    Offline 
    Specjalizuje się w: elektronika
    flodins napisał 59 postów o ocenie 395, pomógł 0 razy. Mieszka w mieście Lębork. Jest z nami od 2010 roku.
  • Relpol przekaźniki
  • #2
    FastProject
    Poziom 28  
    Generalnie ładnie ułożenie elementów na płytce..wydaje się być dobrze zaprojektowana. Co mi się nie podoba to że wyświetlacz wystaje poza panel przedni. Można by go zamontować na dystansach równo z panelem przednim obudowy.
    Zamiast złącz tych niebieskich polecałbym tego typu http://www.tme.eu/html/PL/gniazda-katowe-do-d...er-508-mm-firmy-tyco/ramka_3322_PL_pelny.html złącza i kostki do nich. Wygląda to o niebo lepiej i łatwo się montuje przewody, w razie czego szybko demontuje.
  • #3
    androot
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Odkąd to DS18B20 pozwala na prezentowanie wyniku z rozdzielczością 0,01°C??
    0,0625 raczej... Ujmując to dziesiętnie otrzymamy 0,1°C

    Po co Ci odczyt do 2 miejsca po przecinku skoro sterowanie grzałką masz włącz/wyłącz? Nie ma to najmniejszego sensu.

    Zrobiłem podobny sterownik. Grzałkę załączałem triakiem podłączonym pod PWM z µC. Sterowanie wygląda tak:
    1°C < T(zadana) - T(mierzona) PWM=100%
    0,5°C < T(zadana) - T(mierzona) < 0,5°C PWM=75%
    0,4°C < T(zadana) - T(mierzona) < 0,2°C PWM=50%
    0,1°C < T(zadana) - T(mierzona) < 0°C PWM=25%
    T(zadana) - T(mierzona) = 0°C PWM=0%
  • #4
    flodins
    Poziom 12  
    Dodałem schemat i wzór płytki.

    androot napisał:
    Odkąd to DS18B20 pozwala na prezentowanie wyniku z rozdzielczością 0,01°C??
    0,0625 raczej... Ujmując to dziesiętnie otrzymamy 0,1°C


    Tak, racja zagalopowałem się przy opisywaniu. Już parę lat minęło i nie byłem w stanie tak wszystkiego z pamięci odtworzyć.
  • Relpol przekaźniki
  • #5
    1st
    Poziom 18  
    joke
    A można prosić o wsad "ukierunkowany" do produkcji zieleniny?
    /joke

    Bardzo ładnie zrobiony układ, od całości trochę odstają taśmy lutowane do laminatu, można było użyć wtyczek/gold pin.
  • #6
    nico41
    Poziom 13  
    Projekt ładnie wykonany.
    Co mi się nie podoba:
    1 montaż wyświetlacza
    2 brak opisu na panelu przednim i tylnym
    3 sposób podłączenia klawiatury i wyświetlacza
    Moim zdaniem zbędny odczyt temp. do 2 miejsc po przecinku.
  • #7
    Tpx
    Poziom 9  
    Ciekawa konstrukcja, ale jak mówili inni użytkownicy brakuje opisu i estetyki w montażu wyświetlacza. Bardzo podoba mi się PCB. W jaki sposób została zrobiona soldermaska?
  • #8
    flodins
    Poziom 12  
    Normalnie zrobiłbym panel z opisami ale właścicielowi zależało na czasie i taki mu odpowiadał. Soldermaska jest wykonana lakierem termoutwardzalnym takim samym jakiego używa się w "płytkarniach".
  • #10
    IMEX
    Poziom 20  
    mam pytanka

    1,
    Cytat:
    Sterownik umożliwia ustawienie dla każdej komory dwóch odrębnych przedziałów czasowych

    Czy to jest bez minut ?? tylko godziny

    2.
    Cytat:
    Sterownik posiada możliwość wykrywania uszkodzenia urządzeń podłączonych do niego

    Czy możesz opisać zasadę działania.

    3. Dlaczego tak małe wartości rezystorów na bramkach tranzystorów - 120 R to przesadnie za mało

    4. Czy piny lcd 7,8,9,10 nie powinny być podciągnięte do masy

    5. brak przycisku reset ?
  • #11
    e403
    Poziom 2  
    Witam!

    Pamiętasz może jaką histerezę chciał ustawiać zleceniodawca?
  • #12
    flodins
    Poziom 12  
    Rafał 116 napisał:
    Kolega sam robił płytkę?
    tak
    IMEX napisał:
    mam pytanka
    1,
    Cytat:
    Sterownik umożliwia ustawienie dla każdej komory dwóch odrębnych przedziałów czasowych
    Czy to jest bez minut ?? tylko godziny
    2.
    Cytat:
    Sterownik posiada możliwość wykrywania uszkodzenia urządzeń podłączonych do niego
    Czy możesz opisać zasadę działania.
    3. Dlaczego tak małe wartości rezystorów na bramkach tranzystorów - 120 R to przesadnie za mało
    4. Czy piny lcd 7,8,9,10 nie powinny być podciągnięte do masy
    5. brak przycisku reset ?
    1. Po poprawkach są też minuty, to po prostu stare zdjęcia.
    2. Opisałem w pierwszym poście zasadę.
    2. To są bazy a nie bramki, rezystory to 1k chyba wkradł się mol schematowy (:
    4. Nie, nie muszą.
    5. Układ ma WTD.
    e403 napisał:
    Witam!

    Pamiętasz może jaką histerezę chciał ustawiać zleceniodawca?


    Histerezę, można zmieniać w opcjach. Na tych zdjęciach nazywało się to tolerancja, później zmieniłem na histereza.
  • #13
    e403
    Poziom 2  
    Cytat:
    Histerezę, można zmieniać w opcjach. Na tych zdjęciach nazywało się to tolerancja, później zmieniłem na histereza.


    Nie chodziło mi o to jak się zmienia histerezę w urządzeniu tylko jaką chciał ustawić zleceniodawca. To jest pytnie bardziej o proces którym ma sterować urządzenie niż o samo urządzenie.
  • #14
    lamik
    Poziom 11  
    Bardzo fajne i przydatne urządzenie. Mój tato też ma inkubator z tym, że na kurczaki i bażanty. Takie coś jest bardzo pomocne przy prawidłowym wylęgu.

    jeśli chodzi o elektronikę dla zwierząt to zbieram siły, materiały i wiedzę(nauka programowania) do zrobienia sobie komputera pod moje akwarium. Nie zawsze się pamięta o nawozach i innych rzeczach, a takie coś może wiele pomóc.

    Ogólnie projekt dopracowany poza obudową. Można się z nią było lepiej popisać ale ważne, że działa.
  • #16
    MaRo88PL
    Poziom 10  
    Witam,

    Po zdjęciach i schemacie wnioskuję, że przy DS18B20 używasz zasilanie pasożytnicze. Czy w związku z tym nie powinno użyć się przy nim jeszcze dodatkowe tranzystora (zgodnie z DataSheetem) ?