|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
無線電子工学および電気工学の百科事典 ウィンターガーデンの微気候を維持するための装置、つまり家庭用気象観測所。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
無線電子工学と電気工学の百科事典 / パワーレギュレーター、温度計、熱安定剤 提案された装置は、亜熱帯植物が生育するウィンターガーデンの微気候を維持するように設計されています。 その助けにより、温度、空気湿度、日照時間など、通常の発育に必要な条件が維持されます。 また、外気温や気圧を計測し、年間を通じたその変化情報を蓄積し、グラフとして表示することができます。 この装置は、部屋の給湯システム、空気加湿器、強制換気装置、XNUMX つの窓用ローラー ブラインドの電気駆動装置、および植物の補助照明手段の自動制御を提供します。 実際、これはいわゆる「スマートホーム」の機能の一部を実装しており、どの部屋でも微気候を制御するために使用できます。 同時に、このデバイスは家庭用気象観測所としても機能します。 外気温と大気圧（時間ごと）、当日の外気温と大気圧の絶対最小値と最大値、当年の外気温と大気圧の日平均値、外気温と大気圧の絶対最小値と最大値を記録します。一年の各四半期の大気圧とその日付を示します。 インジケーター画面には、当日または今年の過去四半期の気象パラメータの変化のグラフが表示されます。 主な技術的特徴
デバイスコントロールパネルの外観を図に示します。 1. ATmega32-16PU (メイン) と ATtiny2313A-PU (カーテン制御) という 2 つのマイクロコントローラーが連携して動作します。 図では、 図XNUMXはその回路図の主要部分を示しており、カーテンの制御を除くすべての機能が実装されています。
DD1 チップ (DS1307) のリアルタイム クロックは、DD2 マイクロコントローラー プログラムに現在の日付と時刻に関する情報を提供します。 このチップには 56 バイトの汎用 RAM が含まれており、DD2 マイクロコントローラー プログラムはこれを使用して、外気温度と大気圧の毎日の変化、および指定されたデバイス パラメーターに関する情報を保存します。 DD1 チップには、G1 CR2032 リチウム セルというバックアップ電源が提供されており、主電源がない場合でもクロックの進行状況と情報を RAM に保存できます。 エレメントは「垂直」ホルダー CH74-2032 に取り付けられます。 環境の状態に関する情報は、気圧センサー B2 HP1M [03]、室内の温度と湿度 B1 SHT2 [10]、および外気温 BK2 DS1B18 から DD20 マイコン プログラムに供給されます。 チップ DD1 とセンサー B1 は、インターフェイス I を介してマイクロコントローラー DD2 に接続されています。2C、SCL (PD4) および SDA (PD3) ラインによって形成されます。 同時に、1 ボルトの論理レベルで動作するセンサー B5 には、これらのレベルのコンバータが提供されます。 SCL および SDA ラインでは、トランジスタ VT1 (VT2) と抵抗 R9、R17 (R10、R18) で双方向 (5 V↔6 V) です。 信号レベルコンバータ MCLK および XCLR は、それぞれ分圧器 R5R1 および R2RXNUMX の形式で単方向 (XNUMX V→XNUMX V) です。 マイクロコントローラーは、ライン PD2 および PD1 を介して温度および湿度センサー B2 と通信します。 外気温度センサー BK1 は 1-Wire インターフェースを備えており、マイコンの PD0 ラインを介して通信が行われます。 必要に応じて音声信号を生成するには、ピエゾセラミックエミッタ HA1 が使用され、その制御信号はマイクロコントローラによって PD7 ラインに生成されます。 情報を表示するには、画面解像度 240128x000 ピクセルのグラフィカル LCD WG1B-TML-TZ#240 (HG128) を使用しました。 これは、DD2 マイクロコントローラーのポート B および C によって提供されます。 このインジケーターの大きな利点は、抵抗膜タッチ パネルが内蔵されており、制御の実装が大幅に簡素化されることです。 このパネルは、マイクロコントローラー DD0 のライン PA3 ～ PA2 によって提供されます。 電源回路を通るノイズの侵入を最小限に抑えるために、ノイズは L2C1 フィルターを介して DD3 マイクロコントローラーのアナログ ノードに供給されます。 トリミング抵抗 R24 は LCD 画面に必要な画像コントラストを設定し、抵抗 R21 の選択によりバックライトの明るさが設定されます。 アクチュエータはトライアック スイッチを使用して制御され、電源ネットワークから制御回路をガルバニック絶縁します。 これらのスイッチは同一であるため、そのうちの 5 つのみの動作を検討します。 マイクロコントローラ DD2 の出力 PA3 からの制御信号は、抵抗 R1 を介して、トライアック フォトカプラ U3063 MOC1 の発光ダイオードに供給されます。 このフォトカプラには、フォトトライアックに印加された電圧がゼロを通過する瞬間を決定するユニットがあり、フォトトライアックとそれによって制御されるパワートライアックVSXNUMXの開きは、この瞬間に正確に発生します。 これにより、スイッチングノイズの最小レベルが確保されます。 室内で必要な照明条件を維持するために、DD2 マイクロコントローラー プログラムはローラー ブラインドの位置を制御するコマンドを生成します。 カーテンの制御を担当するデバイス回路の部分を図に示します。 3. ここには 3 番目のマイクロコントローラー (DD6) があります。 マイクロコントローラー間の情報交換は、ライン PA7 と PA2 (DD0) および PD1、PD3 (DDXNUMX) を介して行われます。
カーテン制御ユニットを使用すると、電気駆動装置を使用して 2 つのローラー ブラインドの位置を、DDXNUMX マイクロコントローラーによって生成されたコマンドに従って自動的に、またはオペレーター コマンドに従って手動で変更できます。 この場合、自動モードでは両方のカーテンの位置が同期して変化し、手動モードではそれぞれを個別に制御することが可能です。 自動モードでは、カーテンの動きのステップはシャフトの半回転に等しく、手動制御モードでは、ユーザーはボタン SB1 ～ SB4 を使用してカーテンを必要な位置に設定します。 左カーテンの電気駆動装置は、電気モーター M2、このカーテンの上部位置センサー B3、およびそのシャフトの速度センサー B4 で構成されます。 右幕駆動装置には、電動モーター M1 とセンサー B5、B6 がそれぞれあります。 センサー B3 ～ B6 は、磁気に敏感な SS441A ホール効果マイクロ回路です [3]。 ローラーとカーテンパネルには永久磁石が取り付けられており、それらに作用します。 LED HL1 ～ HL4 はセンサー応答インジケーターとして機能するため、ユニットの設置が大幅に簡素化されます。 必要に応じて、設置完了時にこれらの LED をジャンパーに置き換え、抵抗 R35 ～ R38 の抵抗を増加して、それぞれを流れる電流が 5 ～ 10 mA を超えないようにすることができます。 ロボット工学で広く使用されている Gekko MR1-2 DC ギア モーターが電気モーター M25 および M275 として使用されます。 ギア比 1:275 の内蔵ギアボックスは、出力シャフトに 330 Ncm のトルクを提供し、最大 10 kg のカーテン重量でローラー ブラインドを上げ下げできます。 DD3 マイクロコントローラーは、2 チャンネル ドライバー DA298 L6N を通じてモーターを制御し、1 つの制御信号を提供します。1 つは PBXNUMX ラインで両方のカーテンに対して同時に生成される回転方向、もう XNUMX つは PBXNUMX ラインで生成される各モーターの動作許可です。 OCXNUMXA および OCXNUMXB ライン。 後者は持続時間が変調されたパルスのシーケンスであり、カーテンの移動速度を変更することができます。 カーテン制御モードはスイッチSA1で設定します。 手動モード (スイッチが開いている) では、ユーザーはボタン SB1 (右下)、SB2 (右上)、SB3 (左下)、および SB4 (左上) を使用してカーテンを制御します。 自動モード（スイッチSA1が閉じている）では、ボタンSB1〜SB4がロックされ、カーテンの位置を制御するコマンドがマイクロコントローラDD0からマイクロコントローラDD1のラインPD3およびPD2に送信されます。 チョーク L2 は、電気モーターの動作からデバイスの電源回路に入る干渉を抑制するように設計されています。 少なくとも 2,5 A の電流向けに設計する必要があります。 このデバイスには、スイッチング電源 PS-5-15 (5 V、5 A) から 2,8 V の電圧が供給されます。 消費電流 (カーテン駆動モーターがオフの場合) は約 90 mA です。 センサー B1 に電力を供給するために必要な 3,3 V の電圧は、DA1 L78L33 統合スタビライザーを使用して得られます。 デバイスのメインプリント基板の図を図に示します。 4. 部品の配置を図に示します。 5. マイクロコントローラー DD2 および DD3 の場合、ボード上にマイクロコントローラーをプログラミングするためのコネクタがないため、パネルがボードに取り付けられます。 ピン 2 と 12 は DD13 マイクロコントローラー パネルから削除されました。
HP03M (B1) センサーを基板に取り付けるには、直径 0,4 ～ 0,8 mm の錫メッキ単芯線を基板 (図 6) の側面の溝にはんだ付けし、自由端を固定します。プリント基板の穴に挿入され、コンタクトパッドにはんだ付けされます。 SHT10 (B2) センサーの場合は、図に示す図面に従って小型アダプター プリント基板を作成することをお勧めします。 7。
L298N (DA2) チップには、冷却表面積が 20 ～ 30 cm の小さなヒートシンクが装備されている必要があります。2。 トライアック VS1 ～ VS4 用のヒートシンクは提供されていないため、それらによってスイッチングされる電力は 200 VA を超えないようにしてください。 より強力な負荷で動作するには、トライアックに適切なヒートシンクが必要です。 このデバイスは標準の電気パネル ハウジングに組み立てられます。 メインボードの外側にはセンサー B2 ～ B6 と 5 V 電源電圧源があり、HG1 インジケータ、スイッチ SA1、ボタン SB1 ～ SB4 はケースの取り外し可能なフロント パネルにあり、メインボードに接続されています。コネクタ。 インジケーターのタッチパネルピンは、FFCコネクタに接続するためのウルトラフラットFPCケーブルとして設計されていることに注意してください。 インジケーターはケースの取り外し可能なパネルに配置されているため、このケーブルの長さ (8 cm) ではボードに接続するのに十分ではありません。 これは延長コードを介してそれに接続されています - 長さ10 cmのフラットケーブルで、ワイヤーの片側はFFCコネクタのピンにはんだ付けされており、もう一方の側にはBLS-4コネクタが取り付けられています。プリント回路基板。 磁気センサー B3 ～ B6 は、図に示す図面に従って作成された 8 つの同一のプリント基板にペアで取り付けられています。 15. これらのボードはカーテンの近くにあり、ケーブルによってメインボードのコネクタ X16 および X4 に接続されています。 アクチュエータはコネクタ X5、X10、X11、X13、X14、X5 に接続されます。 XNUMXV 電圧源は、独自のプリント基板上にある別個のユニットです。
アクチュエータの設計上の特徴 植物の照明は、放射の強度とスペクトルが植物に適している場合、特別なフィトライトまたは室内照明を目的とした通常のフィトライトのいずれかを使用して行うことができます。 後者の場合、ランプの同じワイヤが壁のスイッチによってネットワークの相線に接続され、コネクタX4を介して接続されることがないように、ランプをオンにする回路を慎重に検討する必要があります。 - 中性線に接続すると事故につながります。 室内の必要な空気湿度を確保するために、家庭用加湿器（部屋の面積に応じて5つまたは複数）を使用できます。 加湿器は、湿度制御機能が組み込まれていない、できるだけシンプルなものである必要があります。 加湿器本体のスイッチは常にオンにし、電源コードをコネクタ XXNUMX に接続してください。 デバイスは加湿器を自動的にオンまたはオフにします。 給湯を制御するために、システムに温水を供給するパイプのギャップに常開の Danfoss TWA-V NO 8 V 熱電アクチュエーターを備えた Danfoss RAV230 バルブが取り付けられており、駆動供給電圧は 230 V、消費電力はわずか 1 W. バルブは通常開いているため、ドライブに制御電圧がない場合、加熱システムがオンになります。 これにより、機器の故障や電源の電圧不足によって冬に植物が凍結するのを防ぐことができます。 室内換気システムには、給気ファンと排気ファンの両方、または両方の組み合わせが含まれる場合があります。 ファンの合計電力は 200 VA を超えてはなりません。 著者は、手動チェーンドライブを備えた窓用ローラーブラインドに基づいて作られたカーテンを使用しました（図9）。 さまざまなサイズとさまざまな色のキャンバスで生産されており、多くの店舗で販売されています。 夏の庭のカーテンの主な役割は、太陽放射を遮蔽して室内への熱の流れを減らすことであるため、軽い（高反射）生地でありながら、同時に高密度（光透過率が低い）の生地を選択することをお勧めします。 ）生地。 この場合、カーテンが最も効果的です。 カーテンの幅は窓の開口部を完全に覆う方法に基づいて選択され、長さは窓の高さより40～50cm長くなります。
カーテンは直径 25 mm の金属シャフトで構成されており、そのシャフトにカーテン生地が巻き付けられます。 プラスチック製のブッシングが両側のシャフト穴に挿入され、その軸がブラケットの穴内で自由に回転し、それを利用して構造全体が壁に取り付けられます。 右ブッシュにはカーテン駆動機構が内蔵されており、ボールチェーンを使用してカーテンを昇降させることができます。 カーテンに電気駆動装置を装備するには、このスリーブを変更する必要があります。 ラッチで固定されているカバーを取り外し、プーリーからボールチェーンを取り外します。 ブッシングの外端から、ブラケットの穴に固定されているブレーキシステムの要素を備えた金属シャフトが取り外されます。 ブレーキ システムは、キャンバスが自重で巻き戻るのを防ぎます。 電気駆動のカーテンでは、ブレーキ機能は電気モーター ギアボックスによって実行されます。電気モーター ギアボックスは、その大きなギア比のおかげで、カーテンからモーターの方向に力を伝達するときに大きなブレーキ トルクを生成します。 Gekko MR25-275 ギヤード モーターはロボット用品店で販売されています。 ギアモーターのシャフトとそれが駆動する機構を接続するためのアダプターブッシュや、直径 3、高さ 3 mm の円筒形磁石、および寸法 10x10 ～ 20x20 mm、厚さ 3 mm の長方形磁石もそこで購入されました。 ...4mm。 ギアモーターを壁に取り付けるためのブラケットは、40x60 mm、長さ40 mmの金属コーナーで作られ、棚の厚さは2,5 mmです。 カーテンから取り外されたドライブチェーン用のプーリーを備えたブッシュは、図に従って修正する必要がありました。 10. その外側の端には、ギアモーター シャフトのアダプター スリーブを固定する、皿頭のネジ用の M3 ネジ付きの 3,5 つの穴が開けられています。 ボールチェーンが配置されていたプーリーの溝に、直径 6、深さ XNUMX mm の穴が XNUMX つ、直径の反対側に開けられます。
直径 3、長さ 3 mm の磁石は、長さ 6 mm の棒磁石のペアから作られます。 各ロッドの対を反対極で接続し、直径 3 mm の熱収縮チューブをその上に置き、わずかに加熱します。 残念ながら、必要なサイズの既製の磁石を見つけることができなかったため、XNUMX つの小さな磁石をそれぞれ組み立てる必要がありました。 得られた磁石は、プーリーの穴の外面と同じ高さに接着されます。 カーテンシャフトが回転すると、その半回転の磁気センサーに作用する必要があります。 ギヤモーターを壁に取り付けるためのブラケットは金属コーナーで作られています。 ギアモーターシャフトとその取り付けネジ用の穴をアングルシェルフに開ける必要があります。 シャフト用の穴は、シャフトの反対側の端にある工場出荷時のブラケットとして壁に取り付けられたアングルの表面から同じ距離にある必要があります。 アングルの底面には壁に取り付けるための穴がXNUMXつ開けられています。 それらはギアモーターの長手方向軸から離れて配置する必要があります。そうしないと、ブラケットを壁に取り付けるときに問題が発生する可能性があります。 カーテンは窓の開口部の上端から約 15 cm 上の壁に固定する必要があります。 これは次の順序で行うことをお勧めします。 - モーター減速機を専用のブラケットに固定します。 - 左右の（修正された）ブッシングをカーテンシャフトの穴に取り付けます。 カーテン生地は壁と窓の側からシャフトに巻き付ける必要があることに注意してください。 - 右のブッシュのシャフトを工場出荷時のブラケットの穴に挿入し、ギアモーターのシャフトをブラケットに取り付けられているアダプタースリーブの中央の穴に挿入して、水平面（床など）でカーテンを組み立てます。左側のブッシュを修正し、アダプタースリーブ内のネジで固定します。 - ブラケットを壁に取り付けるための穴間の距離を測定します。 - 測定結果に基づいて、壁に穴をマークし、ドリルで穴を開け、ダボを穴に挿入します。 - 組み立てられた構造体から右側のブラケットを取り外し、下準備された穴を使用して壁に固定します。 - 組み立てられたカーテンの残りの部分を慎重に持ち上げ、右側のブッシュのシャフトを壁に取り付けられたブラケットの穴に挿入します。 - 下穴を使用して、ギアモーター付きブラケットを壁に固定します。 取り付けたカーテンを電動側から見た図を図に示します。 11. これで、ギア モーターに異なる極性で 5 V の定電圧を印加し、両方向のカーテンの動きを確認できます。
図に示すように、磁気センサーを備えたプリント基板をカーテン シャフトの下の壁に取り付けます。 12. シャフト速度センサー (B4 または B6) は、磁石付きプーリーの下に配置する必要があります。 磁石からセンサー本体までの最小距離は 3 ～ 5 mm である必要があります。 ボードに力を加えた後、カーテンシャフトを回転させます。 各磁石がセンサー上を通過するときに LED フラッシュが点灯する場合は、すべて問題ありません。 それ以外の場合は、リード線を曲げて磁石からセンサーまでの距離を短くする必要があります。
次に幕上げ位置センサーを調整します。 これを行うには、カーテン生地を上部とみなされる位置に移動します。 通常、これは完全に開いた窓開口部に相当します。 カーテンの壁側で、センサーの反対側に長方形の磁石を配置します。 図では、 11 調整プロセス中に、キャンバス上の長方形の磁石を保持しているリング磁石 (他の磁石でも可) が見えます。 その上の光点は、キャンバスを通して光る LED です。 LED が点灯しない場合は、センサーのリード線を曲げて磁石との距離を近づけてください。 次に、LED が消えるまでカーテンを下げ、再び点灯するまでカーテンを上げます。 LEDが点灯した瞬間のカーテンの位置が必要な上部の位置と一致しない場合は、カーテンの磁石の位置を修正する必要があります。 調整が完了したら、マグネットをキャンバスの所定の位置に「モーメント」接着剤で貼り付けます。 最後のアクションは、カーテンが上部 (開いた) 位置から下部 (閉じた) 位置まで移動する間にカーテン シャフトが半回転する回数を数えることです。 これはウィンドウの高さに依存し、それぞれの特定のケースにおける値は異なる場合があります。 ここでのテクニックはシンプルで、カーテンを閉じる過程で LED のフラッシュの数を数えるというものです。 この番号を覚えておいてください。将来、この番号をマイクロコントローラー プログラムに入力する必要があります。 この後、ギアモーターとセンサーボードをデバイスのメインボードに接続できます。 デバイスのアルゴリズムに関する一般情報 亜熱帯植物の正常な発育には、日照時間が約 12 時間必要ですが、わが国の多くの地域では、一年のかなりの部分で日照時間がさらに短くなります。 たとえば、モスクワの緯度では、最小持続時間は約 7 時間です。 植物の追加照明を制御するために、毎日の始まりに、デバイスは設置場所での太陽の日の出時刻 Tv と日の入り Tz を計算します (この地点の緯度と経度はプログラムに記録されます)。は、この情報に基づいて、現在の日照時間 Tsv を計算します。 このプログラムは、必要な日照時間のユーザー指定値 Tsv.tr も保存します。 Tsv < Tsv.tr の場合、それらの差が計算されます: Δ = Tsv.tr - Tsv。 これは、現在の日照時間を延長する必要がある期間です。 朝、デバイスは日の出前に追加照明 Δ/2 をオンにし、日の出とともにオフになります。 夕方、日没時にバックライトが点灯し、日没後にΔ/2 後に消灯します。 [4] で与えられたアルゴリズムに基づいて、日の出と日の入りを計算するアルゴリズムが使用されました。 ユーザーはメニューを使用して室内の必要な空気湿度を 40 ～ 70% の範囲で設定します。 湿度が必要な値より 5% 低くなると、デバイスは加湿器をオンにし、設定値に達するとオフにします。 植物が正常に発育するには、室内を一定の温度に保つ必要があります。 同時に、一年中一定の温度を維持することは不可能です。植物には季節に関する「概念」もあり、それぞれの季節には亜熱帯気候に対応した独自の平均気温が必要です。 この要件を満たすために、DD2 マイクロコントローラーの EEPROM には、年間を通じて月ごとの室温変化の法則が組み込まれています。 表に従って、各月の快適な温度と最低許容温度の値が含まれています。 1. 表1
暖房システム、換気、窓用カーテンの動作を制御することで、快適な温度との差が 1 度以内になるように室内の温度を維持します。 оしかし、実際には、この許容範囲は、一般的な建物の暖房システムが作動している寒い季節にのみ維持できます。 残りの時間では、室内に過剰な熱が流入すると、デバイスは快適な温度を超えないよう努めます。 何らかの理由で室温が最低許容レベルを下回ると、デバイスは約 XNUMX 分に XNUMX 回、一連の短いビープ音を XNUMX 回鳴らします。 34 つのマイクロコントローラー間の情報の交換は、DD6 のピン 2 (PA2) を DD0 のピン 3 (PD33) に接続し、DD7 のピン 2 (PA3) を DD1 のピン 3 (PD2) に接続するラインに沿って行われます。 マイクロコントローラー DD3 がマスター、DDXNUMX がスレーブです。 初期状態では、マスター ピン PA7 と PA6 は入力として設定され、スレーブ ライン PD1 と PD0 は表に示す状態のいずれかになります。 2. スレーブが受信する準備が整うと、ライン PD1 と PD0 が入力として設定され、抵抗 R30 と R31 がそれらの論理 XNUMX レベルをサポートします。 表2
スレーブが準備完了状態にある場合、マスターはカーテンの現在位置を読み取るリクエスト、またはカーテンの位置を変更するコマンドを生成できます。 どちらの場合も、1 バイトが送信されます。 リクエストに応答するとき、このバイトはカーテンの現在位置、つまりカーテンが上端から数えて半回転何回転下がったかをエンコードします。 カーテンの位置を変更するためのコマンド バイトでは、バイトの最上位ビットは移動方向 (0 - 下、XNUMX - 上昇) を示し、残り - 移動の半回転数を示します。 カーテンの位置を読み取るリクエストを発行すると、マスターはピン PA7 と PA6 を出力として設定し、コード 20 を 01 ミリ秒間設定します。この後、ピンを入力モードに再設定します (論理 30 がレベルにある間)。ラインは抵抗 R31 と RXNUMX によって保持され、スレーブからの情報のバイトを待ちます。 スレーブは、PD0 ピンがシングル状態に戻るのを待った後、PD1 ピンと PD0 ピンを出力として設定し、送信を開始します。 PD0 ラインを介してシリアル コードで情報を送信し、PD1 ラインを介して各桁にクロック パルスを付加します。 転送が完了すると、スレーブは PD1 ピンと PD0 ピンを入力として設定します。 カーテンの位置を変更するコマンドを送信するには、マスターはピン PA7 と PA6 を出力として設定し、コード 20 を 00 ミリ秒間設定します。その後、コマンド バイトの送信を開始し、ピン PA6 にシリアル コードを形成し、付随するコマンド バイトを送信します。各桁はピン PA7 のクロック パルスで表示されます。 送信が完了すると、マスターはピン PA7 および PA6 を入力として設定します。 コードの組み合わせ 00 を受信したスレーブは、コマンド受信モードに入ります。 受信が完了すると、ピン PD1 と PD0 を出力として設定し、コード 10 (「受信準備ができていません」) を設定し、最初に内容の有効性をチェックしてコマンドの実行を開始します。 検証中にコマンドで無効な値が見つかった場合、その値は許容範囲内の値に置き換えられます。 コマンドの実行後、スレーブは準備完了状態に戻ります。 DD2 マイクロコントローラーの動作アルゴリズムは、単純化された形式で、年間、日次、時間別、温度制御、メインの入れ子のサイクルで構成されるものとして表すことができます。 翌年の初めに、変更が正しいかどうかがチェックされます。 実際、年レジスタの値は、自然な変化だけでなく、他の多くの理由によっても変化する可能性があります。 たとえば、リアルタイム クロック チップが故障したり誤動作したりした場合です。 時期尚早の「新年」により、年初からEEPROMに蓄積された気象データが破壊される恐れがあります。 新しい年が前の年より XNUMX つ大きかった場合、年の変更の正確性のチェックは成功したとみなされます。 これを確認できるようにするために、日付設定プロセス中に年の値がリアルタイム クロック チップのレジスタとマイクロコントローラーの EEPROM の両方にロードされ、そこからテスト中に基準として選択されます。 テストが成功すると、プログラムは EEPROM 内の年の制御値を更新し、昨年の気象データを消去します。 それ以外の場合、EEPROM の内容は変更されず、プログラムは曜日の代わりにインジケーターに「YEAR ERROR」というメッセージを表示し、動作を続けます。 毎日の始まりに、プログラムは過去 XNUMX 日の外気温と気圧の平均値を計算します。 この情報は、今年の気象データを保存する EEPROM 領域の次のセルに入力されます。 現在の四半期の最高および最低屋外温度および気圧の値を更新する必要があるかどうかを確認します。 必要に応じて、EEPROM に保存されている値が更新されます。 外気温と気圧の日々の変化に関する情報を保存するリアルタイム クロックの RAM セルがリセットされます。 許容室温に関する情報は EEPROM から読み取られます。 次に、日の出と日の入りの瞬間、現在の日照時間の長さ、および植物の補助照明手段をオンおよびオフにする瞬間が計算されます。 次の時間が来ると、プログラムは、前の時間の終わりに測定された外気温と気圧の値をリアルタイム クロックの RAM セルに入力します。 毎日の気温と気圧のグラフを更新します。 温度制御サイクルでは、プログラムは暖房および換気システムの動作と窓のカーテンの位置を制御します。 規制の初期データは、室温、その温度勾配、暖房および換気システム、窓のカーテンの制御のための状態とアクセスのしやすさです。 プログラムによって一定の頻度で実行される上記のサイクルとは異なり、ユーザーは制御サイクルの繰り返し周期を 2 ～ 30 分の範囲で変更できます。 実際のところ、制御手段の影響下にある部屋の温度の変化は即座に発生するのではなく、部屋の熱容量や暖房の有効性など、さまざまな要因に応じて多少の遅れが生じます。規制の手段。 したがって、それぞれの特定のケースにおいて、このサイクルを実行する最適な期間を実験的に選択する必要があります。 そして最後に、プログラムが約 XNUMX 秒の周期で繰り返すメイン ループです。 このサイクルでは、温度、湿度、圧力センサーとリアルタイム クロックからの情報を読み取って表示し、加湿器を制御し、プラントの補助照明をオン/オフし、制御に問い合わせます。 適切な条件が満たされると、上で説明したループがメイン ループから呼び出されます。 電源を入れると、DD3 マイコンプログラムは、まずカーテンを最上部の位置まで上げます。 それらの位置はプログラムにとって任意で未知であると考えられており、正しく制御するには、カーテンの上部の位置である基準点が必要です。 カーテン制御システムを手動モードから自動モードに切り替えるときにも、同じアクションが実行されます。この場合、プログラムはカーテンの現在位置が不明であると見なすためです。 手動制御モードでは、プログラムは DD2 マイクロコントローラーとの通信ラインにコード 00 (手動制御の標識) を設定し、SB1 ～ SB4 ボタンの状態を常にチェックします。 それに応じて、電動カーテンドライブのモーターの制御信号を生成します。 カーテンが動くと、プログラムはカーテンの上部位置センサーの状態を監視します。 カーテンが上昇すると、センサーがそれ以上の上昇を阻止します。 しかし、カーテンを下げるとき、その位置をソフトウェアで制御することはできません (既存のセンサーのセットでは確実に組織化することができません)。そのため、ユーザーはこの制御を視覚的に実行し、適切な瞬間にカーテンを停止します。 自動制御モードでは、プログラムはピン PD0 と PD1 を入力として設定し、それらのステータスを常にチェックします。 ホストからの要求が検出されると、プログラムはそのタイプを識別し、カーテンの現在位置に関する情報を送信するか、カーテンの位置を変更するコマンドを受信します。 受信したコマンドがカーテンを下げる必要がある場合は、まずそのコマンドが許容されるかどうかがチェックされます。 チェックのポイントは、カーテンが許容レベルよりも下がらないようにすることです。前述したように、この装置にはカーテンの下位置を検出するセンサーがありません。 チェック アルゴリズムは単純です。プログラムはカーテンの現在位置 (上部位置からのシャフトの半回転数) とコマンドに含まれる半回転数を合計します。 結果がプログラムに保存されている最大値を超える場合、受け入れられる値は制限されます。 カーテンを持ち上げるときは、いずれの場合も上部位置センサーからの信号によって停止するため、確認は必要ありません。 このプログラムでは、夜間は遮熱機能が発揮されないため、日没後にカーテンを上げることが義務付けられています。 インジケータに表示される情報 電源を入れると、基本情報を表示するモードで動作します（図13）。 インジケーターには、現在の日付、時刻、曜日、日照時間、気圧、室内外の温度、室内の湿度が表示されます。 ユーザー設定の暖房、換気、カーテン制御モードが表示されます。
右上には、制御機器の現在の状態が表示されます。「Vn」 - 換気、「From」 - 暖房、「Sv」 - 植物の補助照明手段、「Uv」 - 空気加湿器。 デバイスが現在オンになっている場合、その指定はフレームで囲まれます。 図では、 13 は、植物用の暖房と追加照明です。 外気温または気圧（ユーザーの選択）の日次変化のグラフが画面の右下に表示されます。 グラフの右側の長方形の枠内に、その日の過去の部分のグラフに表示されるパラメータの最大値（上）と最小値（下）が表示されます。 画面の 13 つの領域はタッチ コントロール ボタンとして機能します。 図では、 XNUMX それらは赤い枠で囲まれています (画面上にはそのような枠はありません)。 中央のボタンを押すと、グラフに表示するパラメータ（気圧または外気温）を選択でき、右のボタンを押すと、今年の過去部分に蓄積された気象データを表示するモードにインジケーターを切り替えることができます。 このモードのインジケーター画面を図に示します。 14. 画面の解像度が XNUMX 年全体の情報を表示するには不十分なため、四半期ごとに表示されます。 画面の上部には、四半期番号（フレーム内）と、選択した四半期の外部温度と大気圧の絶対最大値と最小値が表示され、それらが記録された日付が示されます。
画面中段には、四半期中の外気温と気圧の日平均値の変化のグラフがあります。 圧力曲線は太線で、温度曲線は細線で示されています。 デフォルトでは、このモードに入ると、現在の四半期のデータが表示されます。 「PREV」「NEXT」画面ボタンで他のブロックに移動し、「EXIT」画面ボタンを押すと基本情報表示モードに戻ります。 選択した四半期のデバイスのメモリにデータがない場合は、画面に「データがありません」というメッセージが表示されます。 サービスメニュー このメニューを使用して、デバイスを操作するときに使用するパラメーターを設定できます。 これにより、以下をインストールできます。 -現在の日付、時刻、曜日。 - UTC を基準とした時間単位のデバイスの場所のタイムゾーン。 この情報は日の出と日の入りの時刻を計算するために必要です。 - 必要な日照時間の長さは 10 ～ 20 時間の範囲で 1 時間刻みです。 - 室内に必要な空気湿度は 40 ～ 70% の範囲で、離散率は 1% です。 - 暖房システムの使用モード「手動」または「自動」。 「自動」モードでは、暖房システムはプログラムに従って動作しますが、「手動」モードでは、制御は実行されず、熱電アクチュエータへの通電が停止され、制御バルブが開きます。 敷地内の暖房ラジエーターは、家の一般的な暖房システムに恒久的に接続されています。 暖房が必要ない夏には、このモードをオンにすることをお勧めします。 - 換気システム「オフ」または「自動」の使用モード。 - 温度制御サイクルの繰り返し周期は 2 ～ 30 分以内で、間隔は 1 分です。 さらに、このメニューは、外気温と気圧の毎日の推移に関する情報をメモリから消去する機会を提供します。 この操作は、デバイスの電源を初めて投入したとき、およびリアルタイム クロック チップのバックアップ パワー要素を変更した後などに実行する必要があります。 そうしないと、このマイクロ回路のRAMセルには実際の値とは関係のないランダムな値が含まれ、それに基づいてプログラムは毎日のスケジュールを構築します。 さらに悪いことに、これらの予測不可能な値は年次統計に含まれることになります。 左画面ボタンを押してメニューに入ります (図 13 を参照)。 インジケーター画面は図のような形式になります。 15. パラメータの名前とその現在値がフレームに表示されます。 画面上には、「PREV」および「NEXT」パラメータの選択、現在のパラメータ「+」および「-」の変更、および「EXIT」パラメータの保存中にメニューを終了するためのボタンがあります。 メニューはいつでも終了できます。すべてのパラメータを実行する必要はなく、必要なパラメータだけを調整するだけで済みます。
マイコン向けプログラム作成の特長 DD2 マイクロコントローラーのプログラム メモリが不足しているため、メニューからデバイスのすべてのサービス機能を実装することはできませんでした。 つまり、プログラムをコンパイルする前に、プログラム テキスト内で一部のパラメータを指定する必要があります。 確かに、そのようなパラメータは 3 つだけであり、デバイスの使用中に変更する必要はありません。 これらは、デバイスが使用される場所の地理座標 (緯度および経度) と、カーテンを最高位置から最低位置まで移動させるのに必要なカーテンシャフトの半回転センサーのパルス数です。 最後の番号も DDXNUMX マイクロコントローラー プログラムに入力する必要があります。 このため、著者が記事に添付したブート (.hex) プログラム ファイルは、デバイスがモスクワから 70 ～ 100 km 以内の距離にある場合にのみ完全に使用できます (その座標は に示されています)。プログラム）、窓のカーテンはシャフトが 25 回転半で下がります。 その他の場合には、プログラムのテキストを調整する必要があります。 これを行うには、DD2 マイクロコントローラー プログラム (klimat_mega.bas ファイル) のソース コードの先頭で、変数宣言の後の行を見つけます。 La = 55.5 '緯度 (度) Lo = 37.5 '経度 (度) Stepmax =25 'ステップ数 そして、その中の変数値を必要なものに置き換えます。 DD3 マイクロコントローラー プログラム (klimat_tiny.bas ファイル) のソース テキストの先頭で、次の行を見つけます。 Stepmax = 25 'ステップ数 そして、数字 25 をカーテンのステップ数 (半回転) に置き換えます。 その後、両方のプログラムをコンパイルし、生成された XNUMX 進ファイルからマイクロコントローラーにコードをロードします。 マイクロコントローラのプログラミングの順序 DD2 マイクロコントローラ (ATmega32-16PU) のプログラミングは、次の順序で実行する必要があります。 1.表に従ってマイクロコントローラー構成をプログラムします。 3。 2. Init_Mega.hex ファイルのコードをマイクロコントローラーにロードし、このプログラムを実行します。 マイクロコントローラーの EEPROM が動作できるように準備し、テーブルから情報をマイクロコントローラーにロードします。 1 し、その年の気象データが保存されている領域をクリアします (マイクロコントローラーがすでに使用されている場合は、以前のプログラムによって記録された情報が存在する可能性があります)。 3. XNUMX ～ XNUMX 秒後、コンパイルされた作業プログラムをマイクロコントローラーにロードします。 DD3 マイクロコントローラーのプログラミングには特別な機能はありません。 その構成はテーブルに対応している必要があります。 4. 表3
表4
PCB ファイルとマイクロコントローラ プログラムは、ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/09/clim.zip からダウンロードできます。 文学
著者: A. サフチェンコ
光信号を制御および操作する新しい方法
05.05.2024 プレミアムセネカキーボード
05.05.2024 世界一高い天文台がオープン
04.05.2024
▪ Dell Latitude 7212 Rugged Extreme タブレット Rugged タブレット ▪ 一方のパートナーのストレスがもう一方のパートナーの太りすぎの原因 ▪ ジェニーが IEEE802.15.4 を介したワイヤレス ニア ビデオのデモンストレーションを行う
▪ 記事 温度計と気圧計が付いた時計。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典 ▪ 記事 電圧コンバータ - 充電器。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典 記事へのコメント： アレクサンダー 誰かがデバイスを繰り返しましたか？
ホームページ | 図書館 | 物品 | サイトマップ | サイトレビュー
www.diagram.com.ua | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
他の記事も見る セクション 
科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：
このページのすべての言語