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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE
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Dispositif universel sur le microcontrôleur : horloge, thermomètre, thermostat, réveil, système de télécommande. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / microcontrôleurs

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Appareil "Appareil universel" (Universal Device) contient les fonctions de plusieurs appareils qui facilitent la vie des personnes en automatisant l'espace de vie. Étant donné que l'appareil s'améliore rapidement, il possède son propre chargeur de démarrage USB, donc pour mettre à jour le firmware, il vous suffit de vous connecter Appareil universel à l'ordinateur, activez le mode d'auto-programmation et exécutez le programme de mise à jour du micrologiciel sur le PC. Dans le même temps, il n'y a aucun risque de bloquer l'appareil "pour toujours", comme c'est parfois le cas lors de la mise à jour du firmware des téléphones mobiles.

1. Brève description des fonctionnalités de l'appareil

Appareil universel a les fonctions suivantes :

  • Affichage de l'heure au format "hh - mm - ss" (l'heure est automatiquement synchronisée avec l'ordinateur auquel l'appareil est connecté via USB).
  • 5 réveils avec la possibilité de connecter un dispositif de signalisation externe plus fort (par exemple, un klaxon). Tous les paramètres d'alarme peuvent être stockés dans la mémoire non volatile intégrée, qui a jusqu'à 1000000 XNUMX XNUMX de cycles d'écriture/effacement.
  • 2 thermomètres (-55С ... +125С) avec thermostat à 8 canaux (les thermostats ne sont pas autonomes).
  • Contrôle de 8 charges (lampes, lustres, pompes, moteurs électriques et autres appareils électriques) à l'aide d'une télécommande (RC) ou d'un ordinateur.

De plus, l'appareil est connecté à un ordinateur via une interface USB, tandis qu'en plus des fonctions ci-dessus, les fonctions suivantes sont disponibles :

  • Réglage des alarmes (heure, jour de la semaine, source du signal, durée de l'appel).
  • Affichage de la température actuelle des deux thermomètres sur le moniteur. Où. Vous pouvez afficher un graphique de l'évolution de la température depuis le début du programme.
  • Gestion de la charge. Réglez l'heure de marche/arrêt automatique pour chaque canal, le contrôle de la fonction du thermostat.
  • En même temps, à l'aide de la télécommande, vous pouvez contrôler les fonctions suivantes :
    • Gérer les fonctionnalités de Windows.
    • Contrôle de la souris.
    • Frappes virtuelles.
    • Contrôle du lecteur Winamp.
  • Possibilité d'afficher un grand message au-dessus de toutes les fenêtres, par exemple lors du changement de piste dans Winamp. Ainsi, il est possible de voir la trace actuelle à l'insistance du moniteur même à plus de 5 mètres.
  • Il existe des options pour afficher le programme dans la barre d'état système (près de l'horloge) et le chargement automatique du programme (avec le chargement de Windows).
2. Régime

Dispositif universel sur microcontrôleur : horloge, thermomètre, thermostat, réveil, système de télécommande
Riz. 2.1. Schéma de l'appareil (cliquez pour agrandir)

La base de l'appareil est le microcontrôleur ATmega16, il fonctionne à une fréquence de 16 MHz. Son alimentation peut provenir d'un port USB ou d'une alimentation externe (sélection de l'alimentation par cavalier J9).

L'appareil dispose de 2 affichages : caractère 16x2 et segment (2 pièces de 4 segments). Le segment est conçu pour afficher l'heure et la température. Symbolique - pour faciliter la gestion de certaines fonctions de l'appareil, mais il n'est pas du tout nécessaire de le définir.

La puce IC6 est une ROM AT24C64 conçue pour enregistrer les paramètres d'alarme, les adresses ROM des capteurs de température et certains autres paramètres.

TSOP1738 (il est préférable d'installer TSOP1736) - Récepteur de signal IR de la télécommande.

USB - connecteur pour connecter l'appareil à un ordinateur.

BUZZER - un dispositif de signalisation pour un réveil. Obligatoire avec un générateur intégré.

LED IR - LED infrarouge. Dans les paramètres d'alarme, vous pouvez le sélectionner comme alarme. Pourquoi est-ce? Si, par exemple, il y a plusieurs personnes dans la pièce, mais que vous n'avez besoin que de vous réveiller le matin, vous pouvez assembler un simple récepteur de signal infrarouge qui vibrera lorsque des rayons infrarouges apparaîtront et le fixer à votre main, puis dans le matin, l'appareil activera l'émetteur IR et votre appareil vibrera, vous réveillant.

4 registres à décalage 74HC595. Conçu pour contrôler les LED, l'affichage des segments et les charges.

8 LED (LED1 - LED8) - leur fonction, voir les instructions du programme.

ULN2003 est une construction Darlington. Le microcircuit est conçu pour contrôler les charges, de sorte que chaque sortie (sauf la huitième) peut être connectée à une charge allant jusqu'à 500mA.

IRFZ44N (j'en ai accidentellement mis un autre sur le schéma) - un transistor à effet de champ, contrôle la huitième charge.

IC5 est un régulateur linéaire 5V. Je recommande FORTEMENT de le remplacer par un régulateur à découpage (par exemple, R-78xx), alors l'efficacité de l'appareil augmentera considérablement.

Télécharger le schéma au format *.sch (Open via EAGLE)

PCB au format Sprint Layout 5.

Dispositif universel sur le microcontrôleur : horloge, thermomètre, thermostat, réveil, système de télécommande. Circuit imprimé
Riz. 2.2. PCB

Télécharger le tableau au format *.lay (afin de voir la valeur du composant, survolez le composant qui vous intéresse).

En tant qu'affichage de segment, j'ai pris KW4-563ASA car il est très lumineux et coûte environ 1 $. Et comme connecteur pour connecter un capteur de température externe - une prise audio.

Voici ce qui s'est passé:

Dispositif universel sur le microcontrôleur : horloge, thermomètre, thermostat, réveil, système de télécommande. Appareil fini
Riz. 2.3. Photo de l'appareil

  1. Grand indicateur de segment. Il affiche alternativement l'heure et la température (à gauche un thermomètre externe, à droite un interne).
  2. Indicateurs. Les deux extrêmes (n ° 1 et n ° 8) sont constamment allumés afin que dans l'obscurité, il soit plus facile de comprendre où se trouve quel indicateur. N ° 2 - la réception des commandes de la télécommande est activée. N ° 3 - la commande de la télécommande est destinée à l'ordinateur. #4 réservé. N ° 5 - lecture de la ROM. N ° 6 - enregistrement à partir de la ROM. #7 s'allume lorsque l'appareil répond à une demande du PC.
  3. Contrôle du contraste LCD des caractères.
  4. Dispositif de signalisation pour réveil.
  5. Indicateur à cristaux liquides (LCD).
  6. Boutons de contrôle de l'appareil.
  7. Connecteur pour capteur de température externe DS18B20.
  8. Bouton de réinitialisation. Il sert à clignoter et simplement à redémarrer l'appareil.
  9.  Capteur de température intégré DS18B20.
  10. Connecteur USB pour connexion à un ordinateur.
  11. Infra - LED rouge. Dans les paramètres d'alarme, vous pouvez le sélectionner comme alarme.
  12. Récepteur de signal de télécommande.
  13. Indicateur de santé de l'alimentation externe.
  14. Cavalier pour sélectionner la source d'alimentation. Lorsque les contacts du milieu et de gauche sont fermés, l'alimentation est fournie par le port USB, les contacts du milieu et de droite sont alimentés par un bloc d'alimentation externe. Le bloc d'alimentation peut être une tension alternative ou continue de 8 à 20 V.
  15. Connexion d'une alimentation externe.
  16. Connexion des charges. Comme vous pouvez le voir sur la figure, à droite se trouvent les contacts pour connecter 8 charges. Les quatre broches VCC sont communes et connectées ensemble. Les contacts restants (O1 - O8) sont les touches qui allument / éteignent les charges. Si, par exemple, vous souhaitez connecter un klaxon, alors "+" doit être connecté à VCC et "-" à l'une des sorties (O1-O8).
3. Télécommande

Pendant très longtemps, je suis allé faire du shopping et au bazar pour trouver la télécommande la plus appropriée, il y avait différentes télécommandes dans différents magasins, mais une seule télécommande était dans tous les magasins que j'ai visités. Il ne vous sera pas difficile d'acheter cette télécommande, car elle est très courante et son coût ne dépasse pas 3 $. Voici sa photo :

Dispositif universel sur le microcontrôleur : horloge, thermomètre, thermostat, réveil, système de télécommande. télécommande
Riz. 3.1. Télécommande

La télécommande dispose de 35 boutons. Rouge (Pon) active/désactive le mode de réception des commandes. Si la deuxième LED n'est PAS allumée sur l'appareil, l'appareil ne répondra qu'au bouton Pon (rouge en bas). Si la deuxième LED est allumée, mais que la troisième est éteinte, les commandes seront traitées par l'appareil. Le bouton vert active / désactive le mode de réception de commande pour l'ordinateur (lorsqu'il est allumé, le troisième voyant s'allume).

4. Gestion des appareils

Cette sous-section vous expliquera comment contrôler l'appareil (vous avez besoin que la deuxième LED soit allumée et que la troisième LED ne soit PAS allumée).

Fonctions des boutons de la télécommande

En mode de contrôle de l'appareil, 5 boutons sont utilisés pour le contrôle :

  • BTN_MUTE - désactive le signal d'alarme.
  • BTN_0 … BTN9 - active/désactive la charge correspondante.
  • BTN_TXT - Confirmer la sélection de l'élément de menu.
  • BTN_ChUp - élément de menu suivant.
  • BTN_ChDown - Élément de menu précédent.
  • BTN_VolInc - élément de menu suivant.
  • BTN_VolDec - L'élément de menu précédent.
  • Pon - Désactiver la réception des commandes de la télécommande.
  • Pst - active/désactive la réception de commandes pour l'ordinateur.
Menu

Le menu de l'appareil est encore sous-développé, mais sera développé dans les futures versions du firmware. Maintenant, il n'a que 2 points et plusieurs sous-points.

Dispositif universel sur le microcontrôleur : horloge, thermomètre, thermostat, réveil, système de télécommande. Menu
Riz. 4.1. Menu de l'appareil

Dans le premier élément du menu (Alarmes), vous pouvez afficher le calendrier des appels d'alarme (il y en a 5). Si dans les sous-paragraphes "Alarme 1" - "Alarme 5" appuyez sur BTN_TXT puis l'alarme s'allumera ou s'éteindra. Aux sous-paragraphes "temps de chargement" и "Gagner du temps" vous pouvez enregistrer ou charger les paramètres d'alarme à partir de la ROM.

Dans le deuxième élément de menu, vous pouvez formater la puce ROM. ATTENTION: après le formatage, assurez-vous de déconnecter le capteur de température externe et appuyez sur le bouton RESET, après cela, l'appareil déterminera l'adresse du capteur de température interne et l'écran affichera "Reset Device", appuyez sur le bouton RESET, connectez le capteur de température et appuyez à nouveau sur le bouton RESET.

Également sur l'appareil dans le coin inférieur gauche, il y a 4 boutons pour se déplacer dans les éléments du menu.

5. Communication avec un ordinateur. Travailler avec le programme "UD Control Подключение

"Appareil universel" a la capacité de se connecter à un ordinateur. Un programme a été créé spécifiquement pour travailler avec l'appareil. "Contrôle UD", ce manuel décrit comment travailler avec la version 1.0.2.2 du programme. Le programme fonctionne sur les systèmes d'exploitation Windows Home Edition et supérieur (y compris Windows 7 et Windows Vista).

Pour installer le programme, exécutez le fichier UDC_Setup.exe et spécifiez le dossier (C:\Program Files\Universal Device\UD Control par défaut). Après cela, connectez l'appareil au PC, Windows trouvera un nouveau matériel et demandera des pilotes, spécifiez le dossier avec le pilote (c:\Program Files\Universal Device\UD Control\windows-driver\ ). Après avoir installé le pilote avec succès, exécutez le programme "Contrôle UD" depuis le bureau. Si dans le coin inférieur gauche du programme il est indiqué "Périphérique non connecté", alors vérifiez la fiabilité de la connexion du câble USB et la bonne installation des pilotes, il est également conseillé de redémarrer le PC.

Contrôle DU

Programme Contrôle DU créé par l'auteur de ce projet (c'est-à-dire moi). Pour plus de commodité, il dispose de plusieurs onglets pour naviguer rapidement. Les paramètres du programme sont stockés dans le registre système.

Lorsque vous exécutez le programme pour la première fois, il peut afficher un avertissement d'erreur, cliquez simplement sur OK et redémarrez le programme.

Cet article décrira comment travailler avec la version 1.0.2.2 du programme.

réglages

Dispositif universel sur microcontrôleur : horloge, thermomètre, thermostat, réveil, système de télécommande
Riz. 5.1. Onglet Paramètres

Fréquence d'interrogation. Le délai avec lequel le programme interroge le périphérique. La valeur recommandée est de 50 ms.

Afficher un gros message. Lors du changement de piste dans Winamp ou de la sélection d'un programme géré, un grand message apparaît sur le moniteur avec deux lignes.

Mettre à jour le micrologiciel de l'appareil. Firmware de l'appareil, si lorsque vous démarrez le programme, un message apparaît concernant l'incompatibilité de la version actuelle du programme avec la version actuelle du firmware, cliquez sur ce bouton et suivez les instructions supplémentaires du programme. Ainsi, le micrologiciel de l'appareil sera mis à jour avec le dernier micrologiciel pris en charge par la version actuelle du programme.

Les fonctions qui se trouvent dans le troisième cadre, je pense, sont claires pour tout le monde.

réveil

Dispositif universel sur microcontrôleur : horloge, thermomètre, thermostat, réveil, système de télécommande
Riz. 5.2. Onglet Alarme

Horaire. La durée du signal d'appel.

répétition. Durée du signal et de la pause.

Source. Vous pouvez choisir le buzzer intégré, la LED IR ou l'une des huit sorties auxquelles l'alarme est connectée comme alarme.

Définissez les paramètres d'alarme, puis cliquez sur "Enregistrer" et l'horaire d'appel sera transféré sur l'appareil, si vous cochez la case à côté de "Enregistrer sur ROM", alors l'horaire sera enregistré sur la ROM (mémoire non volatile) de le dispositif.

température

Dispositif universel sur microcontrôleur : horloge, thermomètre, thermostat, réveil, système de télécommande
Riz. 5.3. Onglet Température

Sur cet onglet, vous pouvez voir la température des deux capteurs thermiques, à gauche - externe, à droite - interne. Ci-dessous un tableau des températures. Chaque minute, le graphique est mis à jour et le nombre ci-dessous augmente de 1.

Dispositif universel sur microcontrôleur : horloge, thermomètre, thermostat, réveil, système de télécommandeDispositif universel sur microcontrôleur : horloge, thermomètre, thermostat, réveil, système de télécommande

Si vous déplacez le curseur sur la marque de température, une fenêtre apparaîtra dans laquelle l'heure et la date du début du programme, les températures minimale et maximale sur le capteur de température sélectionné et l'heure + la date d'enregistrement sont écrites.

Les noms des capteurs (ceux qui sont maintenant à l'intérieur et à l'extérieur) peuvent être modifiés. Pour ce faire, cliquez sur la marque de température, une fenêtre apparaîtra avec un formulaire de saisie, entrez-y un nouveau nom et cliquez sur OK.

Dispositif universel sur microcontrôleur : horloge, thermomètre, thermostat, réveil, système de télécommande

Gestion de la charge

Dispositif universel sur microcontrôleur : horloge, thermomètre, thermostat, réveil, système de télécommande
Riz. 5.3. Onglet Charges

Les charges peuvent être contrôlées non seulement avec la télécommande, mais également à l'aide d'un ordinateur (lorsqu'elles sont connectées à un ordinateur, les charges peuvent également être contrôlées à partir de la télécommande).

Les boutons de contrôle des charges sont placés en haut, si un marqueur vert est près du bouton - la sortie est active, le rouge - n'est pas actif. Pour allumer / éteindre la charge, il vous suffit d'appuyer sur le bouton approprié. Le bouton de chaque charge peut être renommé, pour ce faire, cliquez sur le bouton correspondant, avant cela, en maintenant enfoncée la touche "Shift" gauche, la même fenêtre apparaîtra que lors du changement de nom de la marque de température.

Gestion automatique de la charge

Le programme PC est capable de gérer indépendamment les charges, c'est-à-dire en mode automatique. Pour chaque charge, vous pouvez définir votre propre méthode de contrôle, le programme dispose de 4 algorithmes :

  • Manuel - contrôle normal avec télécommande ou boutons de programme.
  • Par temps - gestion des charges en fonction des valeurs de temps spécifiées par l'utilisateur.
  • Par température intérieure - gestion de la charge en fonction des valeurs de température du capteur de température interne définies par l'utilisateur.
  • Par température extérieure - contrôle de charge basé sur les valeurs de température du capteur de température interne définies par l'utilisateur.

Vous devez également définir la condition de contrôle, le programme a six conditions :

  1. Entre la valeur 1 et la valeur 2 - La charge est allumée lorsque la température ou l'heure actuelle se situe entre la valeur 1 et la valeur 2. Avec une méthode temporaire, elle peut être utilisée, par exemple, lorsque vous devez allumer un appareil électrique à un certain temps, puis éteignez-le. Par exemple, Valeur 1 = 7:30:00, Valeur 2 = 7:35:00, en tant que charge - une bouilloire électrique, dans ce cas, lorsque vous dormez encore, elle s'allumera, chauffera l'eau et s'éteindra .
  2. En dehors de la valeur 1 et de la valeur 2 - Semblable au premier cas, seule la charge est activée dans la valeur 1 et la valeur 2.
  3. Supérieur à la valeur 1.
  4. Inférieur à la valeur 1.
  5. Activer au-dessus de la valeur 1, désactiver en dessous de la valeur 2.
  6. Allumer en dessous de la valeur 1, éteindre au-dessus de la valeur 2 - Si vous avez un radiateur électrique qui n'a pas de fonction thermostat, vous pouvez lui ajouter cette fonction en utilisant appareil universel. Connectez cet appareil de chauffage comme l'une des charges. Sélectionnez la méthode de contrôle "Par température intérieure", Valeur 1 = 25, Valeur 2 = 30. Et appuyez sur "Enregistrer". Désormais, lorsque la température dans la pièce tombe en dessous de 25 C, le radiateur s'allume et chauffe la température de la pièce à 30 C, après quoi le radiateur s'éteint. Et tout cela se fait automatiquement, sans votre participation, il vous suffit de définir l'algorithme souhaité, et Appareil universel occupez-vous-en vous-même !

Attention! Afin de contrôler une charge plus puissante que 500mA, vous devez monter une clé sur un triac, un thyristor ou un relais électromagnétique.

Voici le schéma du relais :

Dispositif universel sur le microcontrôleur : horloge, thermomètre, thermostat, réveil, système de télécommande. CléDispositif universel sur le microcontrôleur : horloge, thermomètre, thermostat, réveil, système de télécommande. Circuit imprimé

Circuit imprimé pour relais 943-1C-xD en *.lay

Dispositif universel sur le microcontrôleur : horloge, thermomètre, thermostat, réveil, système de télécommande. Carte avec deux relais
Riz. 5.4. Carte avec deux relais

Télécommande (RC)

Dispositif universel sur microcontrôleur : horloge, thermomètre, thermostat, réveil, système de télécommande
Riz. 5.5. Onglet télécommande

La télécommande peut contrôler de nombreuses fonctions de l'ordinateur. A droite se trouve un listing avec les commandes acceptées, un peu plus bas se trouve la dernière commande acceptée, même si elle n'est pas destinée à un ordinateur !
La télécommande peut contrôler les fonctions suivantes :

  • Commandes MS Windows - Allumer, éteindre, ouvrir le CD-ROM, etc.
  • Souris manipulatrice - déplacez le curseur, appuyez sur les boutons. Vous pouvez choisir la vitesse de déplacement et d'accélération. Pour plus de commodité, il est possible de simuler un double clic du bouton de la souris.
  • Clavier - Appuyez sur les touches du clavier avec le joystick.
  • Winamp - Gestion du lecteur le plus populaire.

Et une autre fonctionnalité très intéressante. Contrôle DU - afficher un grand message.
Pour chaque élément, il y a une plaque dans laquelle vous devez définir les valeurs des boutons.
Afin de choisir ce que nous allons contrôler à partir de la télécommande, vous devez appuyer sur le bouton BTN_MENU de la télécommande. Après cela, un grand message apparaîtra à l'écran :

Dispositif universel sur microcontrôleur : horloge, thermomètre, thermostat, réveil, système de télécommande

Après cela, vous devez appuyer sur la touche numérique de la télécommande pour sélectionner l'application :

  1. Windows

  2. Souris

  3. Clavier

  4. Winamp

Après cela, le même message apparaîtra, seule la ligne du bas sera "Winamp sélectionné".
Maintenant, lorsque vous cliquez sur le bouton d'ouverture de Winamp, Winamp s'ouvrira en conséquence. Si vous appuyez sur un bouton de la télécommande qui envoie la commande Play selon le tableau du programme, un gros message apparaîtra et, s'il ne rentre pas dans la zone qui lui est allouée, il défile (comme une ligne rampante) :
Dispositif universel sur microcontrôleur : horloge, thermomètre, thermostat, réveil, système de télécommande

Le message défile

Téléchargez le fichier avec l'archive d'installation UD Control 1.0.2.2.

Téléchargez l'archive avec l'aide pour travailler avec l'appareil en *.chm.

Achèvement

Je soutiendrai le projet, donc le programme UD Control, et en conséquence, le firmware de l'appareil s'améliorera, toutes les mises à jour seront disponibles sur le site unidev.ho.ua/.

Pour un microcontrôleur flashé (à l'avenir, l'appareil, comme mentionné ci-dessus, pourra être flashé directement depuis le programme), ainsi que pour toutes les questions liées à l'appareil (y compris l'achat d'un appareil fini), veuillez contacter l'e-mail : univdevice {chien} ya.ru (remplacez "{chien}" par @) .

Attention! L'auteur du projet accepte les commandes pour le développement d'appareils sur des microcontrôleurs, pour le développement, veuillez contacter devices2000 {dog} ya.ru.

Auteur : Brazhnikov Mikhail ; Publication : cxem.net

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