Projekt został zrealizowany na potrzeby sterowania urządzeniami zasilanymi z sieci 230V, świetnie nadaje się jako sterownik do wytrawiarki lub innych tego typu urządzeń, w których konieczne jest utrzymywanie stałej temperatury.
Układ oparty jest o mikrokontroler ATmega8 firmy Atmel, który zarządza pracą dwóch układów wykonawczych w zależności od zadanej temperatury odczytywanej z cyfrowych czujników podłączonych za pomocą interfejsu 1-Wire.
Dwa złącza zasilania znajdują się po lewej stronie, układ może być zasilany napięciem stałym z przedziału od 7 do 25V za sprawą popularnego stabilizatora liniowego LM7805. Prąd pobierany przez układ podczas zasilania napięciem 12V to max. 165mA wraz z wyświetlaczem. Jako zabezpieczenie użyty został bezpiecznik o wartości 200mA. Dwie zielone diody informują użytkownika o obecności napięcia przed, jak i za stabilizatorem napięcia.
Użytkownik ma do dyspozycji 3 przyciski: dwa służące do komunikacji użytkownika z urządzeniem (ustawienie żądanej temperatury, histerezy, poruszanie się po MENU) oraz przycisk RESET. Obok przycisków znajduje się złącze umożliwiające podłączenie zewnętrznych przycisków, które mogą znajdować się na obudowie.
W górnej części znajduje się 16 pinowe złącze umożliwiające podłączenie dowolnego wyświetlacza LCD. Kontrast wyświetlacza ustawiany jest ręcznie za pomocą potencjometru, natomiast podświetlenie załączane jest przez mikrokontroler. Układ posiada dwie diody LED (żółtą oraz czerwoną) oraz buzer. Wymienione elementy w zależności od potrzeb użytkownika mogą informować go o określonych zdarzeniach, np. przekroczenie określonej temperatury.
Do pomiaru temperatury wykorzystywana jest magistrala 1-Wire oraz podłączone do niej cyfrowe czujniki temperatury DS18b20, które umożliwiają pomiar w zakresie od -55°C do +125°C. Błąd pomiaru w zakresie od -10°C do +85°C to 0,5°C. Odczyt temperatury z wszystkich czujników odbywa się co 750ms. Zaletą magistrali 1-Wire jest możliwość podłączenia wielu czujników do tej samej magistrali.
Pracą układu zarządza mikrokontroler ATmega8 pracujący z zewnętrznym oscylatorem 16MHz. Programowanie odbywa się poprzez interfejs ISP, którego złącze znajduje na płytce. Program napisany został w języku AVR-GCC. Kod programu będzie rozwijany, dostosowywany do potrzeb użytkownika.
Układy wykonawcze składają się z optotriaka MOC3042, który izoluje 2 obwody elektryczne od siebie oraz przekazuje informację do triaka BT138, który realizuje funkcję załączenia obwodu wysokiego napięcia. Przełączenie następuje w momencie przecięcia się wartości napięcia z osią odciętych. O załączeniu układu informuje czerwona dioda LED, która znajduje się nad optotriakiem.
Wszystkie, nie wymienione wyżej, informacje na temat zastosowanych układów znajdują się w notach katalogowych.
Koszty:
Prawie wszystkie wykorzystane w projekcie elementy miałem w swoim 'warsztacie', więc podane koszty mają charakter orientacyjny.
| ATMega 8
Podstawka precyzyjna DIP28 Stabilizator 7805 Złącza ARK Przyciski microswitch Optotriaki MOC3041 Triaki BT138 Czujnik DS18B20 Buzer 1206 Złącze zasilania Diody LED Kondensatory Rezystory Gniazdo bezpiecznika | x 1
x 1 x 1 x 4 x 3 x 2 x 2 x 1 x 1 x 1 x 6 x 9 x 12 x 1 | 5 zł
1 zł 1 zł 3 zł 1 zł 4 zł 3 zł 4 zł 1 zł 2 zł 1 zł 1 zł 1 zł 1 zł |
Doliczając koszty wykonania płytki i elementów nie wymienionych wyżej, całkowity koszt wyniósł około 30 zł
Poniżej znajdują się zdjęcia oraz schematy elektryczne układu wykonane w programie CadSoft EAGLE.
Aktualizacja (10.03.2014):
Poniżej zamieszczam kod programu oraz film przedstawiający działanie układu.
Program został napisany w języku AVR-GCC. Nie jest on doskonały, napisałem go głównie w celu zaprezentowania działania urządzenia. Nie jest to ostateczna wersja programu, w przyszłości będę go rozwijał.
Podczas programowania zauważyłem pewną niedogodność a mianowicie zbyt mało przycisków do komunikacji użytkownika z urządzeniem. Moim zdaniem można dobrze wykorzystać możliwości dwóch przycisków, ale optymalna liczba przycisków umożliwiająca sprawne poruszanie się po MENU to trzy lub cztery.
Objaśnienie działania przycisków:
| W trybie automatycznym:
- prawy przycisk - zmiana wartości histerezy od 0 do 10 z krokiem 1 - lewy przycisk - zmiana wartości temperatury zadanej od 15 do 85 z krokiem co 1 - przycisk prawy oraz lewy jednocześnie - zmiana trybu na manualny | W trybie manualnym:
- prawy przycisk - włącz/wyłącz triak 2 - lewy przycisk - włącz/wyłącz triak 1 - przycisk prawy oraz lewy jednocześnie - zmiana trybu na automatyczny |
Link
Fajne! Ranking DIY
