Популярные статьи

BMW 3-series Coupe (Бмв ) 2006-2009: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

С сентября 2006 года серийно выпускается БМВ 3-й серии купе (Е92). Невзирая на свое техническое родство с седаном и Touring, купе БМВ 3-й серии имеет

Длительный тест Range Rover Sport: часть вторая

Аш длительный тест Range Rover Sport Supercharged подошел к концу. Первая хорошая новость: машину не угнали! Вторая: несмотря на соблазн, за

Audi E-tron (Ауди ) 2010: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Audi E-tron, представленный на автосалоне в Детройте в январе 2010 года, совсем не то же самое, что E-tron, который выставлялся осенью на IAA 2009 во

Принципы ухода за АКБ зимой

В зимнее время года при морозной погоде аккумулятор автомобиля испытывает нагрузку намного больше, чем в летнее время. Автовладельцами замеченны

SEAT Toledo (Сиат Толедо) 1998-2004: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Эта модель расширяет присутствие компании SEAT в сегменте рынка престижных автомобилей. Toledo - первый автомобиль компании дизайн которого выполнен

В 2000 г. семейство японских Corolla лишь обновилось. Спрос на эти машины падал и классическая Corolla уже не устраивала японских покупателей. Как

Skoda Octavia (Шкода Октавия) 1996-1999: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Skoda Octavia - это современный переднеприводной автомобиль с поперечным расположением двигателя. На нём может стоять один из пяти моторов концерна

Chrysler PT Cruiser (Крайслер Пт крузер) 1999-2010: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Дебют серийной модели PT Cruiser состоялся в 1999 году в Детройте. Компании Chrysler удалось зацепить ностальгическую струну в душе каждого простого

Примеряем Audi A6 Allroad и A8 Hybrid к нашим дорогам

Компания сыграла на контрасте, представив одновременно две модели, совершенно противоположные по идеологии: сверхэкономичный лимузин-гибрид А8 и

Toyota Tundra Crew Max (Тойота Тундра Crew Max) 2006-2009: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Toyota Tundra (Тойота Тундра) проектировался как грузовик. Мощный двигатель, основательная рама и большая грузоподъемность... вот что отличает этот

Архив сайта
Облако тегов
Календарь

РадіоКот :: Управління вентилятором витяжки для контролю вологості повітря у ванній

>>>>


Управління вентилятором витяжки для контролю вологості повітря у ванній

Цей проект розроблявся в рамках форуму на сайті radiokot. ru. Висловлюю вдячність учасникам форуму aam і МітяРа за постійну увагу до проекту, мотивацію, обмін ідеями, підтримку, і консультації, як на форумі, так і в особистому листуванні. Після виготовлення пристрій відчувалося протягом більше року, протягом якого удосконалювався алгоритм його роботи.

Пристрій призначений для автоматичного включення і виключення вентилятора витяжки у ванній в залежності від відносної вологості повітря в ній під час прийому душу. У пристрої є 2 режиму управління - ручний і автоматичний. Логіка роботи пристрою наступна.

Ручний режим: при подачі живлення пристрій відразу вмикає вентилятор витяжки та запускає таймер відліку часу його роботи. Після закінчення цього часу вентилятор відключається. Повторне включення в цьому режимі можливо тільки після короткочасного відключення живлення. Установка часу затримки вимкнення проводиться через меню пристрою і, як і всі інші установки користувача, зберігається в енерго-незалежної пам'яті мікроконтролера.

Автоматичний режим: в цьому режимі пристрій передбачається бути весь час включеним. При цьому воно щосекунди проводить вимірювання вологості повітря і обчислює швидкість її зміни за певний період часу (встановлюється через меню). Як тільки вологість за період вимірювання збільшиться на задану в меню величину (скажімо, 3% за 5 секунд) при включенні душа, пристрій запам'ятовує поточне значення вологості і включає вентилятор витяжки. Після цього очікується момент зменшення вологості на задану в меню величину за період вимірювання (наприклад, 2% за 5 секунд), що відбувається після закінчення прийому душу і сигналізує про вимкнення води. Як тільки це відбудеться, запускається таймер на встановлене в меню час. Відключення вентилятора відбудеться по обнулення таймера, або по зменшенні вологості до запомненного на момент включення витяжки значення. Крім того, якщо при включенні пристрою вологість перевищує 90% (фіксоване значення), то відбудеться включення вентилятора на встановлену в меню тривалість. Це зручно якщо прилад короткочасно вимкнуть помилково після прийняття душу і потім, схаменувшись, включать знову (цільове значення вологості для виключення буде при цьому втрачено). Нарешті, якщо в момент відліку часу очікування знову відбудеться збільшення вологості на порогову величину (наприклад, душ знову включили), то час вимикання почне відраховуватися спочатку.

Таким чином, в автоматичному режимі за допомогою пристрою реагує на швидкість зміни вологості, а не на її абсолютне значення в даний момент часу. Отже, включення витяжки проводиться незалежно від рівня вологості у ванній і в решті частини житлового приміщення. Для автоматичного включення витяжки необхідно, щоб вологість повітря під час прийому душу збільшувалася, що зазвичай имет місце на практиці. Передбачається, що душова кімната не використовується для інших заходів, що призводять до істотного збільшення вологості в ній, наприклад сушка білизни.

В процесі роботи приладу виробляється відображення поточного значення вологості і температури на графічному РКІ. Ці значення актуалізуються щомиті. Крім інформування користувача, на дисплеї на дисплеї значення температури також використовується для термо-компенсації датчика вологості.
В процесі роботи приладу виробляється відображення поточного значення вологості і температури на графічному РКІ
Прилад встановлений в душовій кімнаті в коробі вентилятора під стелею. Використання графічного РКІ і великих шрифтів дозволяє легко зчитувати показання температури і вологості з підлоги. За включення вентилятора на дисплеї також можна побачити дві інформаційних величини (дрібним шрифтом), які використовуються для контролю функціонування системи. Одна з них - це значення вологості на момент включення вентилятора, показана в червоних гуртках нижче. Це значення використовується як цільове для виключення витяжки в автоматичному режимі як описано вище. В ручному режимі це значення не використовується і не відображається. Інша число (в зеленому гуртку) - це час, що залишився роботи вентилятора в хвилинах. Воно з'являється тільки під час роботи таймера затримки вимкнення. Після закінчення роботи таймера і виключенні вентилятора обидві величини в гуртках стираються з дисплея.

У пристрої є 4 кнопки для установки режиму його роботи. При натисканні на будь-яку з них включається підсвічування РКІ, яка автоматично вимкнеться через 10 секунд, якщо не буде натиснута жодна кнопка. В іншому випадку, після натиснення будь-якої з кнопок пристрій переходить в режим меню, в якому на РКІ відображаються встановлені значення параметрів режиму його роботи. Дві ліві кнопки (на схемі це SB1, SB2) поволяют вибирати наступний або попередній параметр меню в кільцевому режимі (відображається стрілочками на дисплеї), в той час як дві праві (SB3, SB4) призначені для збільшення або зменшення значення відповідного параметра (відображається знаками "+" і "-"). При виході з меню всі параметри автоматично зберігаються в енерго-незалежної пам'яті мікроконтролера, вимикається підсвічування дисплея, і пристрій знову переходить в режим показу температури і вологості. Зазначу, що алгоритм управління вентилятором триває в фоновому режимі під час перегляду або установок параметрів меню. Нижче показані скріншоти всіх сторінок меню.

Перша сторінка дозволяє виставити режим роботи (ручний або автоматичний), друга - інтервал часу періодичного вимірювання наростання / спаду вологості для автоматичного включення вентилятора в секундах, третя - поріг швидкості збільшення вологості для включення вентилятора в%, четверта - поріг швидкості спаду вологості для включення таймера часу затримки відключення вентилятора в%, п'ята - значення затримки вимкнення в хвилинах, і шоста - для виходу з меню. В ручному режимі роботи установки на сторінках 2 - 4 меню не використовуються.
Перша сторінка дозволяє виставити режим роботи (ручний або автоматичний), друга - інтервал часу періодичного вимірювання наростання / спаду вологості для автоматичного включення вентилятора в секундах, третя - поріг швидкості збільшення вологості для включення вентилятора в%, четверта - поріг швидкості спаду вологості для включення таймера часу затримки відключення вентилятора в%, п'ята - значення затримки вимкнення в хвилинах, і шоста - для виходу з меню
Серцем уствойства є мікроконтролер C8051F996 фірми Silicon Laboratories. Одна з причин його застосування - це простота сполучення з датчиком місткості вологості HIH-1000 (C2), що не вимагає ніяких додаткових деталей. Вимірювання ємності датчика виробляється вбудованим в мікроконтролер і патентованим фірмою-виробником Ємнісне-Цифровим перетворювачем (ЕЦП). Він спроектований для роботи з сенсорними датчиками дотику, але, як показали експерименти, він досить лине і також добре підходить для роботи з ємнісними датчиками вологості. У режимі посилення 1х цей ЕЦП дозволяє виміряти ємність приблизно до 500пФ з дозволом в 12 біт (тобто 0,12 пФ), в той час як інтервал зміни ємності датчика знаходиться в межах від 300 до 370 пФ. Точність перетворення можна підвищити до 16 біт установкою параметрів модуля ЕЦП. Процес вимірювання ємності при обраному режимі роботи ЕЦП займає близько 180 мкс. В результаті експериментів з використанням еталонних конденсаторів і обліку передавальної характеристики використовуваного сенсора, взятої з його ДШ, була вироблена наступна формула для визначення вологості:

H (%) = (((A - A0) · 125 + (T - T0) · 136 + 256)) >> 9) + H0,

де A - код ЕЦП мікроконтролера, T - температура навколишнього повітря в ° C, а А0 - код ЕЦП при вологості H0 і температурі Т0. Зазначу, що всі обчислення за цією формулою виробляються тільки з цілочисельними даними і результатом є ціле число, відповідне відносної вологості повітря в%.

Для вимірювання температури застосований аналоговий датчик TC1047A, підключений до вбудованого в мікроконтролер 10-бітного АЦП. Останній працює з внутрішнім джерелом опорного напруги Vоп = 1,65 В. В результаті отримуємо наступну формулу для визначення температури:

Т (° C) = ((K · 165) >> 10) - 50,

де K - код АЦП. Ця формула також передбачає тільки цілочисельні операції. Зауважу, що в обох формулах множення проводиться тільки на 1-байтниє константи, що дозволяє особливо просто реалізувати це на наявному в мікроконтролері 8 × 8-біт апаратній перемножителя.

Для відображення інформації застосований графічний COG (Chip On Glass) дисплей з роздільною здатністю 128х32 фірми Newhaven. Зв'язок мікроконтролера з дисплеєм здійснюється через інтерфейс SPI. Конденсатори C7 - C14 є частиною вбудованого в дисплей перетворювача напруги. Транзистор Q3, керований сигналом ШІМ з мікроконтролера, призначений для включення і контролю яскравості підсвічування РКІ. Електроніка дисплея споживає близько 80 мкА при вимкненому підсвічуванні та близько 12 мА при включеній.

Управління вентилятором проводиться з виходу 12 мікроконтролера за допомогою оптрона MOC3043 і симистора Q2 в стандартному включенні. При використанні належного типу Q2 можлива робота приладу в мережі 220В без зміни номіналів інших деталей схеми. Живиться пристрій від імпульсного перетворювача напруги на 5В від зарядки для мобільного телефону. Подальше зниження напруги до 3В, необхідних микроконтроллеру і дисплею, і його стабілізація виробляється мікросхемою DA2. В активному режимі мікроконтролер працює на частоті 20 мгц від вбудованого генератора. Роз'єм XS1 призначений для його програмування через інтерфейс C2. Друкована плата виготовлена ​​з односторонньо фольгованого матеріалу. Силова частина схеми (компоненти показані нижче сірої горизонтальної риси на ній) змонтовані близько мотора вентилятора на окремій перфорованої платі (на знімках не показана).
Управління вентилятором проводиться з виходу 12 мікроконтролера за допомогою оптрона MOC3043 і симистора Q2 в стандартному включенні
Якщо індикація температури / вологості не потрібно, дисплей з його обв'язкою можна виключити зі схеми. Ніяких змін програми це не спричинить. Для збільшення точності показань вологості і компенсації технологічного розкиду параметрів датчика C2, прилад бажано прокалибровать. Для цього до приладу включають під керуванням внутрисхемного відладчика і ставлять точку зупину на рядку 379 коду (інструкція "jnb Status.1, average_HUMI"). Після досягнення отладчиком точки зупину, 12-бітове число в регістрах R3: R2 МК (R2 - молодший байт, R3 - старший) записують в 5-й терміні коду як CS_NOM. При цьому показання температури на дисплеї записують в терміні 4 коду як TEMP_NOM (до запису значення температури множать на 4 і додають до результату 200). Нарешті, в 3-му рядку коду записують значення вологості, виміряний зразковим влагометріі. Як показав досвід виготовлення подібних пристроїв, без калібрування відміну показаної приладом вологості від істинної не перевищувало ± 6%.

Програма мікроконтролера написана на мові асемблера і налагоджена в середовищі Silicon Laboratories IDE, інтегрованої з компілятором A51 фірми Keil. Сама програма займає близько 1,95КБ пам'яті мікроконтролера з 8Кб його пам'яті. Крім цього, приблизно 2,1КБ займають шрифти для РКІ. Оригінальний текст програми і файл плати для Eagle додаються. Зовнішній вигляд пристрою, вмонтованого в короб повітрозабірника вентилятора, показаний на лівому фото нижче. Повітря в короб надходить через жалюзі в лівій і правій стінках.

Ефективність витяжки безумовно визначається продуктивністю вентилятора. У душових нашого будинку встановлені стандартні вентилятори турбінного типу під стелею (праве фото вище). В їх короб також вбудована лампа для освітлення. Діаметр крильчатки вентилятора 12 см, харчування 120В / 1.4а, продуктивність 5 м3 / хв. Повітря від вентилятора подається в трубу діаметром також 12 см, що виходить назовні. Звичайно, до кнопок з підлоги дотягнутися складно, але установку параметрів пристрою під конкретні умови приміщення передбачається проводити тільки на початковому етапі налаштування. Душова кімната, де встановлено контролер, має плошадь близько 4.5 м2. В автоматичному режимі включення вентилятора в ній відбувається через приблизно 20 секунд після включення (теплого) душа. При користуванні тільки краном в раковині вологість не збільшується так швидко як при прийомі душа, тому при обраному порозі (див. Установки меню вище) вентилятор автоматично не включається. Описаний алгоритм роботи випробовувався протягом чотирьох пір року при мінімальній вологості в житловому приміщенні 30% взимку і максимальної близько 80% влітку. Відмов у роботі системи не спостерігалося.


файли:
Исходник і файл плати для Eagle


Всі питання в Форум .