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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Contrôleur d'aquarium. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Maison, ménage, passe-temps Élever des poissons d'aquarium est une tâche assez fastidieuse. Il est nécessaire d'allumer la lumière à temps, d'éteindre le compresseur la nuit, de fournir de la nourriture à temps, d'éteindre le filtre pendant l'alimentation, etc. Pour simplifier cette tâche, le dispositif proposé a été développé. Contrairement à d'autres similaires, il est conçu pour contrôler non pas les lampes à incandescence, mais les LED qui éclairent l'aquarium. J'ai équipé l'aquarium d'un éclairage LED, qui a un effet bénéfique non seulement sur la santé et la couleur des poissons, mais aussi sur le développement des plantes d'aquarium. Il a été rendu multicolore et peut non seulement être allumé ou éteint, mais également trié jusqu'à cinquante états de durées différentes, différant par la luminosité et la couleur du rétroéclairage. Il est également possible de contrôler le fonctionnement d'autres appareils d'aquarium selon un programme défini par l'utilisateur. L'indicateur affiche l'heure actuelle, l'état du compresseur et du filtre, la température moyenne de l'eau et l'état du chauffage, ainsi que la puissance de chauffage actuelle en pourcentage de la valeur nominale. La machine mesure la température de l'eau avec un capteur numérique DS18B20, et il est possible de connecter deux capteurs et de stabiliser la température en fonction de la moyenne arithmétique de leurs lectures. Il existe trois minuteries de programme pour allumer et éteindre le compresseur, et trois autres minuteries de ce type pour allumer et éteindre le filtre. Vous pouvez définir le nombre de tétées par jour pour la mangeoire électrique, le nombre de portions d'aliment par tétée et définir la durée des pauses entre les portions. La machine se compose de deux blocs principaux - une carte de commande et une carte d'alimentation et de commutation, dont les schémas sont représentés respectivement sur la fig. 1 et fig. 2. Le connecteur XP5 de la première carte est connecté au connecteur XP6 du deuxième câble plat. Dans le dispositif assemblé, les signaux générés par le microcontrôleur DD2 aux sorties de PC4 et PC5 sont transmis aux grilles des transistors à effet de champ VT3 et VT4 qui contrôlent les relais K1, K2. Les contacts du relais sont amenés aux plots XT6, XT7 et, à travers eux, l'alimentation est fournie aux moteurs du filtre et du compresseur. Parallèlement aux enroulements du relais, des diodes VD1, VD4 supprimant les surtensions d'auto-induction sont installées.
Via le connecteur XP2, selon le schéma présenté sur la fig. 3, les boutons de commande SB2-SB5 et LCD HG1 (deux lignes de 16 caractères chacune) sont connectés au microcontrôleur. Au lieu de l'écran LCD WH1602C indiqué sur le schéma, le MT-16S2D ou un autre indicateur similaire fera l'affaire. Le transistor à effet de champ VT1 contrôle la luminosité du rétroéclairage LCD en fonction des signaux du microcontrôleur, et la résistance R1 limite le courant de rétroéclairage maximum. Un diviseur de tension permettant de contrôler le contraste de l'indicateur est monté sur les résistances R2-R4.
La puce d'horloge en temps réel DS1307 (DD1) est alimentée par une pile au lithium G1 qui maintient l'horloge en marche lorsque l'alimentation principale est coupée. Cette puce est connectée au microcontrôleur via l'interface I.2C. Pour contrôler l'état de l'élément G1, une partie de sa tension via le diviseur résistif R6R7 est transmise à la broche 37 du microcontrôleur - l'entrée de l'ADC qui y est intégré. Le microcontrôleur DD2 ATmega644 fonctionne avec un résonateur à quartz ZQ2 d'une fréquence de 20 MHz. La résistance R8 et le condensateur C2 forment le circuit de réinitialisation initiale du microcontrôleur. Pour le transférer dans cet état en cas d'échec du programme, le bouton SB1 est utilisé. L1C6 - filtre de puissance ADC du microcontrôleur. Le connecteur XP3 est conçu pour connecter le microcontrôleur au programmateur. La configuration du microcontrôleur est programmée conformément au tableau.
Les portes sont connectées aux contacts 1 des blocs XT1-XT3 et aux contacts 2 - les sources de transistors à effet de champ non représentés sur le schéma (des transistors IRLR024N ont été utilisés) qui contrôlent les LED de rétroéclairage de l'aquarium. Le connecteur XP4 est conçu pour être connecté selon le schéma illustré à la fig. 4, chargeur électronique "Feeder AF2003", acheté dans la boutique en ligne. Lors du choix d'un chargeur, vous devez faire attention à ce qu'il soit dépourvu d'indicateur LCD. Le connecteur XP1 est utilisé pour connecter l'actionneur de registre situé dans le couvercle de l'aquarium sous la mangeoire.
Toute la partie électronique a été retirée du doseur, ne laissant que le moteur électrique (M1 sur la Fig. 4) et le fin de course SF1. En suivant la rotation du chargeur à l'aide de ce dernier, le microcontrôleur DD2 génère des signaux de commande pour le transistor à effet de champ VT5, qui allume et éteint le moteur M1. La tension d'alimentation du moteur (3 V) est stabilisée par le stabilisateur intégré DA2. Le courant consommé par le moteur est assez important, une source distincte est donc nécessaire pour l'alimenter, connectée au bloc XT9. J'ai utilisé une alimentation d'éclairage LED. Le connecteur XP7 est connecté par un câble plat au connecteur XP4 de la carte de contrôle. Le condensateur C17 supprime le bruit généré par le moteur M1. La tension secteur 220 V est fournie au bloc XT4 (voir Fig. 2). Ramenée à 6 V par le transformateur T1, la tension alternative redresse le pont de diodes VD2. Le condensateur de lissage C8 est séparé du pont par la diode VD3, donc la tension aux bornes du diviseur résistif R24R25 est pulsée, de zéro à la valeur d'amplitude. Une partie de cette tension est fournie à la base du transistor VT2, de ce fait, le transistor se ferme lorsque la valeur instantanée de la tension secteur est proche de zéro. Des impulsions d'une fréquence de 100 Hz provenant du collecteur du transistor VT2 sont envoyées à l'entrée PD2 du microcontrôleur. A partir de la tension redressée lissée par le condensateur C8 à l'aide du stabilisateur DA1, on obtient une tension stabilisée de 5 V pour alimenter tous les nœuds du dispositif. Depuis la sortie PC3 du microcontrôleur, le signal va à l'optotriac U1, qui, à son tour, contrôle le triac VS1, qui régule la puissance du chauffe-eau de l'aquarium. Le circuit R31C12 supprime les pics de tension du triac. Un radiateur sans relais thermique intégré est connecté au bloc XT8. D'après le schéma présenté à la fig. 5, un ou deux capteurs de température BK5, BK1 installés dans l'aquarium sont connectés au bloc XT2. En cas de panne de l'un d'eux, le contrôle de la température se poursuit en fonction des relevés de l'autre. En l'absence ou en dysfonctionnement des deux, le chauffe-eau est éteint, ce qui fait apparaître un message sur l'indicateur.
Un dessin du circuit imprimé de commande est illustré à la fig. 6. Types de connecteurs installés dessus : XP1 - PLS-3, XP2 - IDC-16MS (BH-16), XP3 - IDC-06MS (BH-06), XP4- WF-04, XP5 - IDC-08MS (BH - 08). La carte comporte 12 cavaliers filaires et sept cavaliers montés en surface. Pour la pile au lithium CR2032 (G1), un support BS-02D-1B est fourni.
Le circuit imprimé pour l'alimentation et la commutation est illustré à la fig. 7. Ici, le connecteur XP6 est IDC-08MS (BH-08). Transformateur T1 - TPK-2-6V avec une tension secondaire de 6 V à un courant de 0,4 A. Le stabilisateur intégré 78M05CDT peut être remplacé par tout autre pour une tension de 5 V et un courant de charge d'au moins 0,5 A. Les deux relais sont HK4100F-DC5V-SHG, à la place, d'autres relais avec un enroulement de 5 V et des limites de tension et de courant de commutation conviendront, offrant un contrôle fiable du filtre et du compresseur. Condensateurs C9, C12 - K73-17 ou leurs homologues importés.
L'unité de commande du chargeur (schéma de la Fig. 4) est assemblée sur un circuit imprimé illustré à la fig. 8. Le dessin de la carte avec les boutons SB2-SB5 n'est pas présenté en raison de sa simplicité.
Lorsque l'appareil est allumé, un écran de démarrage s'affiche sur l'écran LCD, puis une transition automatique vers le menu "Basique" s'effectue. Après le premier démarrage, vous devez appuyer, dans ce menu, sur le bouton SB3 "Sélectionner", le maintenir enfoncé jusqu'à ce que le message "Réinitialiser aux paramètres d'usine" apparaisse sur l'indicateur, puis appuyer sur le bouton SB2 "Menu". L'heure sera réglée à 23:59:59 et la date à 30:04:13, mardi (mardi), et tous les paramètres seront réinitialisés à zéro - il s'agit du paramètre par défaut du programme. Il a été constaté expérimentalement que si, en cas d'élément G1 déchargé ou de son absence, l'alimentation externe de l'appareil est coupée, après sa mise sous tension, des signes dénués de signification apparaîtront sur l'indicateur. Dans ce cas, vous devez appuyer simultanément sur les boutons SB4 "+", SB5 "-" et les maintenir enfoncés pendant plus de deux secondes. La puce DS1307 sera réinitialisée et les informations sur l'indicateur seront mises à jour. En appuyant sur le bouton SB2, ils passent du menu "Basique" au menu "Paramètres du compresseur". Ici, appuyez sur le bouton SB3 et allez dans le sous-menu « 1ère minuterie ». Après cela, en appuyant sur le bouton SB2, sélectionnez « Minuterie marche/arrêt », « Minuterie heures », « Minuterie minutes », « Minuterie heures » ou « Minuterie minutes » pour modifier. Le paramètre sélectionné est modifié en appuyant sur les boutons SB4 et SB5. Ensuite, en appuyant sur le bouton SB3, vous accédez au sous-menu « 2ème minuteur ». Toutes les actions de ce sous-menu sont les mêmes que celles décrites ci-dessus. L'appui suivant sur le bouton SB3 amène au sous-menu "3ème minuteur" et le configure de la même manière. Avec une pression supplémentaire sur le bouton SB3, toutes les valeurs de paramètres modifiées sont enregistrées dans l'EEPROM du microcontrôleur et renvoyées au menu "Paramètres du compresseur". En appuyant à nouveau sur la touche SB3, vous passez de ce menu au menu « Paramètres de la pompe filtrante ». Il existe également trois minuteries réglées comme les minuteries du compresseur, et après avoir réglé la troisième minuterie, tous les paramètres modifiés sont stockés dans l'EEPROM. Depuis le menu « Paramètres de la pompe de filtration », en appuyant sur le bouton SB2, accédez au menu « Paramètres du chauffage ». Dans celui-ci, en appuyant sur le bouton SB3, vous accédez au sous-menu "Chauffage" et en appuyant sur les boutons SB4 et SB5, vous allumez ou éteignez le chauffage de l'aquarium. En appuyant à nouveau sur le bouton SB3, vous accédez au sous-menu "Température de l'eau" et, en appuyant sur le bouton SB2, sélectionnez le seuil de température inférieur (en dessous duquel la puissance du chauffage va augmenter) ou son seuil supérieur (au-dessus duquel la puissance du chauffage va diminuer). ) changer. Ensuite, en appuyant sur le bouton SB3, les valeurs modifiées sont enregistrées dans l'EEPROM et renvoyées au menu "Paramètres du chauffage". A partir de là, lorsque vous appuyez sur le bouton SB2, le programme accède au menu « Paramètres d'éclairage ». Dans celui-ci, en appuyant sur le bouton SB3, le sous-menu "On Time" s'ouvre. En appuyant sur le bouton SB2, les heures ou les minutes d'inclusion sont sélectionnées pour changer. Le paramètre sélectionné est modifié en appuyant sur les boutons SB4 et SB5. Ensuite, en appuyant sur le bouton SB3, allez dans le sous-menu « Étape 1 » et en appuyant sur le bouton SB2, sélectionnez « Temps de fonctionnement », « Contrôle PWM LED bleue », « Contrôle PWM LED rouge » ou « Contrôle PWM LED blanche » pour changement. Le paramètre sélectionné est modifié en appuyant sur les boutons SB4 et SB5. La durée de fonctionnement est réglée en minutes dans la plage de 0 à 600. L'appui suivant sur le bouton SB3 vous amène au sous-menu « Étape 2 », où toutes les actions sont identiques aux précédentes. Le nombre de sous-menus "Stage" peut atteindre cinquante, et pour chacun d'eux vous pouvez définir vos propres paramètres. Par exemple, un allumage ou une extinction en douceur du rétroéclairage est mis en œuvre en définissant une séquence d'étapes courtes avec une luminosité progressivement croissante ou décroissante des LED. Les étages non configurés restent à l'état zéro et n'affectent pas le caractère du rétroéclairage. Dans le sous-menu « Étape 50 », un appui sur le bouton SB3 provoque l'affichage du message « Fin du réglage de l'éclairage » sur l'indicateur. Ensuite, en appuyant sur le même bouton, tous les paramètres sont enregistrés dans l'EEPROM du microcontrôleur et renvoyés dans le menu « Paramètres d'éclairage ». Depuis ce menu, en appuyant sur le bouton SB2, vous accédez au menu « Paramètres de l'horloge », d'où, en appuyant sur le bouton SB3, vous accédez au sous-menu « Paramètres de la date ». En appuyant sur le bouton SB2 choisissez de changer le jour, le mois ou l'année. Les paramètres sont modifiés en appuyant sur les boutons SB4 et SB5. Puis, en appuyant sur le bouton SB3, vous accédez au sous-menu « Réglage du jour ». Après avoir sélectionné ici avec les boutons SB4 et SB5 le jour de la semaine, du lundi (Lun) au dimanche (Sun), en appuyant sur le bouton SB3 allez dans le sous-menu "Réglage de l'heure". Dans celui-ci, en appuyant sur le bouton SB2, les heures, les minutes et les secondes sont sélectionnées pour changer, et en appuyant sur les boutons SB4 et SB5, les valeurs souhaitées sont définies. En appuyant sur le bouton SB3, l'heure saisie est mémorisée et renvoyée au menu « Réglage de l'horloge ». L'appui suivant sur le bouton SB2 permet d'accéder au menu "Correction des heures par jour", et à l'aide des boutons SB4 et SB5 modifier le nombre de secondes de correction (de +9 à -9), qui est automatiquement inscrit dans l'horloge lectures une fois par jour. En appuyant à nouveau sur le bouton SB2, les valeurs réglées sont stockées dans l'EEPROM et accédez au menu "Correction de l'horloge hebdomadaire". Ici, à l'aide des boutons SB4 et SB5, vous définissez le nombre de secondes de correction (de +6 à -6) qui est apportée aux lectures de l'horloge une fois par semaine. Avec une nouvelle pression sur le bouton SB2, les valeurs de correction sont enregistrées dans l'EEPROM et accédez au menu "Luminosité du rétroéclairage LCD". Ce paramètre peut être modifié à l'aide des boutons SB4 et SB5 dans la plage de 0 à 100 %. En appuyant sur le bouton SB3 allez dans le sous-menu « Temps de rétroéclairage ». et les boutons SB4, SB5 règlent la durée du rétroéclairage de l'écran LCD (en secondes) après la dernière pression sur n'importe quel bouton. Ensuite, en appuyant sur le bouton SB3, vous accédez au sous-menu « Heure de retour ». Les boutons SB3 et SB4 modifient le délai de retour dans le menu "Basic". La prochaine pression sur le bouton SB3 revient au menu de luminosité du rétroéclairage LCD. Lors de cette transition, les valeurs des paramètres modifiés dans les sous-menus considérés sont sauvegardées dans l'EEPROM du microcontrôleur. Un appui sur le menu luminosité du rétroéclairage LCD sur le bouton SB2 affiche sur l'écran LCD la valeur de la tension de la pile lithium G1 mesurée par le microcontrôleur. En appuyant une nouvelle fois sur le même bouton, vous accédez au menu "Afficher la température", où vous pourrez visualiser les relevés des capteurs de température. Si le capteur est désactivé, alors « 1-Off » ou « 2-Off » s'affichera à la place de la valeur de température. L'appui suivant sur le bouton SB3 va dans le sous-menu "Д1 ROM Cod". Ici, lorsque vous appuyez sur le bouton SB2, le microcontrôleur lit les numéros de série uniques des capteurs de température connectés à la machine. En appuyant sur le bouton SB4 ou SB5, vous pouvez sélectionner n'importe lequel d'entre eux pour un travail ultérieur en tant que capteur D1. En appuyant et en maintenant enfoncés les boutons SB2 et SB5 en même temps, ce choix est figé. Un appui prolongé sur les boutons SB4 et SB5 en même temps efface les informations sur le choix du capteur D1. Appuyer sur le bouton SB3 écrira les modifications dans l'EEPROM et ouvrira le sous-menu "D2 ROM Cod". Toutes les opérations sont similaires à celles décrites, mais se réfèrent au capteur D2. Veuillez noter que le même capteur ne peut pas être sélectionné à la fois comme D1 et D2. Ensuite, en appuyant sur le bouton SB3, vous accédez au sous-menu « Temps d'interrogation du capteur », dans lequel, en appuyant sur les boutons SB4 et SB5, vous réglez la période d'interrogation du capteur jusqu'à 60 s. Avec une nouvelle pression sur le bouton SB3, la valeur réglée est enregistrée et renvoyée au menu « Afficher la température ». Appuyez maintenant sur le bouton SB2 pour ouvrir le menu "Paramètres du chargeur". A partir de là, en appuyant sur le bouton SB3, vous accédez au sous-menu "T-1". A l'aide du bouton SB2, sélectionnez les éléments "On/off", "Heures de fonctionnement de la minuterie", "Minutes de fonctionnement de la minuterie", "Nombre de portions - nombre de fois que le distributeur est déclenché", "Pause entre les déclenchements du distributeur" pour changer. La valeur sélectionnée est modifiée en appuyant sur les boutons SB4 et SB5. En appuyant à nouveau sur le bouton SB3, tous les paramètres modifiés sont stockés et accédez au sous-menu "T-2". Par un nouvel appui sur le même bouton, ils accèdent au sous-menu "T-3", et par un nouvel appui ils reviennent au menu "Paramètres du chargeur". Les opérations dans les sous-menus « T-2 » et « T-3 » sont similaires à celles décrites pour « T-1 ». Ensuite, en appuyant sur le bouton SB2, vous accédez au menu « Réglage du servo », à partir duquel, en appuyant sur le bouton SB3, vous accédez au sous-menu « Ouvrir » et utilisez les boutons SB4, SB5 pour régler la position du registre sous le chargeur à l'état ouvert. En appuyant à nouveau sur le bouton SB3, allez dans le sous-menu « Fermé » et réglez la position du volet fermé. Les positions des registres ainsi sélectionnées seront prises ultérieurement lors du fonctionnement du doseur électronique. La dernière pression sur le bouton SB3 écrira dans l'EEPROM les valeurs de tous les paramètres modifiés et ramènera le programme au menu "Basique". Le fichier du circuit imprimé au format Sprint Layout 5.0 et le programme du microcontrôleur peuvent être téléchargés depuis ftp://ftp.radio.ru/pub/2014/11/aquarium.zip. Auteur : A. Laptev
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