Witam
Trawiarka do płytek drukowanych jest najpotrzebniejszym narzędziem w warsztacie każdego elektronika. Projekt jest nowszą wersją prostego sterownika trawiarki. Poprzednia wersja układu cechowała się daleko idącą prostotą jednak posiada kilka wad. W celu bardziej precyzyjnego kontrolowania procesu trawienia płytki, a w szczególności temperatury roztworu trawiącego, koniecznym stało się wykonanie bardziej zaawansowanego sterownika. Opisywany układ jest właśnie takim sterownikiem temperatury, który tym razem działa na podstawie algorytmu PID. Nawet jeśli w większości wypadków nie jest konieczne aż tak precyzyjne sterowanie temperaturą roztworu. Układ ten może służyć do wielu różnych zastosowań. Sterownik działa w oparciu o mikrokontroler ATmega8 i jest wyposażony w wyświetlacz LCD 2x16 znaków, czujnik temperatury DS18B20 i kilka wyjść do sterowania m.in. grzałką i napowietrzaniem.
Schemat ideowy sterownika przedstawiony jest na rysunku poniżej. Sercem układu jest mikrokontroler U2 (ATMEGA8-PU) działający na rezonatorze kwarcowym X1 (16MHz), wspieranym kondensatorami C1 (22pF) i C2 (22pF). Rezystor R4 (10k) zapewnia poprawną polaryzację nóżki resetu procesora. Diody D1-D3 (LED R) wraz z rezystorami R1-R3 (470R) pozwalają na wyświetlanie statusu działania układu. Dioda D1 (LED G) miga w takt ustawionego czasu próbkowania, D2 (LED Y) pokazuje status mieszania wytrawiacza a dioda D3 jest związana z grzałką.
Do wizualizacji działania układu wykorzystywany jest wyświetlacz W1 (LCD16X2). Potencjometr PR1 (10k) reguluje jego kontrast, a rezystor R11 (510R) ogranicza prąd struktur LED podświetlających wyświetlacz. Podświetlanie może być kontrolowane programowo dzięki T1 (BC556), którego prąd bazy ograniczany jest za pomocą rezystora R12 (3,3k). Buzzer alarmowy BZ1 (BUZZER) jest włączany za pomocą tranzystora T2 (BC556). Rezystor R13 (3,3k) ogranicza prąd jego bazy. Przyciski SW1-SW3 (uSW 12mm) stanowią prosty interfejs kontrolujący pracę sterownika. W układzie mogą pracować dwa czujniki temperatury U3 (DS18B20) oraz U4 (DS18B20), podłączone na oddzielnych magistralach 1-Wire, co pozwala na prostszą obsługę programową i ułatwia ewentualną wymianę czujnika. Rezystory R5 (4,7k) i R6 (4,7k) są konieczne do poprawnej pracy obu magistral 1-Wire
Obwody wykonawcze zrealizowane są na triakach TR1-TR2 (BTA12-600B) oraz optotriakach OPT1-OPT2 (MOC3041) zapewniających izolację optyczną od napięcia sieci. Rezystory R9-R10 (220R) ograniczają prądy bramek triaków, natomiast R7-R8 (330R) ograniczają prądy diod optotriaków. Obwód zasilania zbudowany jest klasycznie za pomocą stabilizatora U1 (7805) i kondensatorów C3 (100uF/25V), C4 (100uF/25V) i C5 (100nF). Złączem zasilania jest GP1 (NS25-W2), natomiast GP2 (NS25-W2) stanowi dodatkowe wyjście uniwersalne, które w projekcie modelowym jest wykorzystywane do sterowania przetwornicy do układu mieszającego. Stan na GP2 jest zawsze przeciwny do stanu triaka TR2. Procesor można zaprogramować dzięki złączu PROG1 (AVRPROG).
Montaż płytki dobrze jest zacząć od wlutowania zworek, oznaczonych "zw" na schemacie montażowym. Niestety na płytce jest aż siedem zworek, co jest bezpośrednią konsekwencją jednostronnej płytki drukowanej i dość skomplikowanego schematu. W drugiej kolejności należy przylutować rezystory i podstawki pod procesor i pod optotriaka. Stabilizator oraz triak powinny być zamontowane na leżąco. Wyświetlacz W1 powinien być zamontowany z wykorzystaniem gniazd szufladkowych na goldpiny aby można było go łatwo wyjąć. Kolejność pozostałych elementów jest dowolna. W podstawowej wersji programu działa tylko czujnik U4, więc nie jest wymagane montowanie złącza pod układ U3 oraz rezystora R5.
Sterownik może być zasilany napięciem stałym z przedziału 7-12V. W układzie modelowym został zastosowany zasilacz 12V/1.2A w postaci przetwornicy impulsowej. W układzie przewidziano dwa obwody wykonawcze, z których jeden ma służyć do sterowania grzałką (TR1) a drugi do sterowania napowietrzaniem (TR2). Przy montażu diod LED należy zadbać o odpowiednią długość wyprowadzeń, tak aby były one zamontowane na równi z górną płaszczyzną wyświetlacza. Podobna kwestia dotyczy przycisków, które w układzie modelowym przylutowano na przedłużkach z goldpinów (patrz foto). Nic nie stoi na przeszkodzie aby zastosować przyciski wyższe, jednak będą z pewnością trudniej dostępne. Więcej czasu należy poświęcić czujnikowi temperatury. Należy pamiętać, że będzie on umieszczony w wytrawiaczu więc bardzo ważne jest zabezpieczenie jego nóżek przed strawieniem. Oprócz nałożenia cienkich koszulek termokurczliwych na każdą jego nóżkę, cały czujnik dobrze jest zalać poxipolem lub innym klejem tego typu.
Fotografie:
Strona domowa projektu: http://mirley.net/sterownik_trawiarki.html
Zachęcam do komentowania
Cool? Ranking DIY
Co do samego projektu autora - wreszcie ktoś się nauczył że ramka LCD nie jest elementem który eksponuje się na zewnątrz urządzenia i schował ją w środku ... Patent z laminowaną kartką nad przyciskami dawno temu stosowałem. Działało to dość sensownie - w sposób zbliżony do klawiatury membranowej tylko przyciski w spoczynku musiały prawie dotykać kartki ze względu na jej małe maksymalne ugięcie. Działało to podobnie do klawiatur membranowych tylko bez wyczuwalnej wypukłości przycisków. W sumie przestałem stosować to rozwiązanie kiedy "odkryłem" przyciski firmy Highly a opisy zacząłem robić sitodrukiem.
Wystarczył by tu PI - nie że bym się znał na automatyce, w końcu tylko fizykę skończyłem - ale trzeba czymś pokryć straty do otoczenia z dużej powierzchni akwarium. Miałem już dwustanowy regulator, nie spełnia moich oczekiwań, sam proporcjonalny niestety tez nie.
