Детектор для обнаружения утечки газа на Arduino: схема и программа

Детектор для обнаружения утечки газа на Arduino: схема и программа Анемометр

Внутренняя структура датчика газа mq-2

Датчик фактически заключен в два слоя тонкой сетки из нержавеющей стали, которая называется «антивзрывной сеткой» (anti-explosion network). Она гарантирует, что нагревательный элемент внутри датчика не вызовет взрыва, когда мы ищем легковоспламеняющиеся газы.

Рисунок 3 Внешние компоненты датчика газа MQ-2
Рисунок 3 – Внешние компоненты датчика газа MQ-2

Она также обеспечивает защиту датчика и отфильтровывает взвешенные частицы, поэтому внутрь камеры могут проходить только газообразные элементы. Сетка связана с остальной частью корпуса через медное зажимное кольцо.

Рисунок 4 Внутренняя структура с чувствительным элементом и соединительными выводами
Рисунок 4 – Внутренняя структура с чувствительным элементом и соединительными выводами

Так выглядит датчик при удалении внешней сетки. Звездообразная структура образована из чувствительного элемента и шести соединительных ножек, которые выходят за пределы бакелитового основания. Из шести два вывода (H) отвечают за нагрев чувствительного элемента и соединены через катушку из никель-хромовой проволоки, хорошо известного проводящего сплава.

Остальные четыре вывода (A и B), отвечающие за выходные сигналы, подключены с использованием платиновых проводов. Эти провода соединены с корпусом чувствительного элемента и передают небольшие изменения тока, который проходит через чувствительный элемент.

Рисунок 5 Чувствительный элемент – оксид алюминия на керамическом основании с покрытием из диоксида олова
Рисунок 5 – Чувствительный элемент – керамика на основе оксида алюминия с покрытием из диоксида олова

Трубчатый чувствительный элемент изготовлен из керамики на основе оксида алюминия (Al2O3) и покрыт диоксидом олова (SnO2). Диоксид олова здесь является наиболее важным материалом, будучи чувствительным к горючим газам.

Рисунок 6 Внутренняя структура чувствительного элемента датчика газа MQ-2
Рисунок 6 – Внутренняя структура чувствительного элемента датчика газа MQ-2

Итак, никель-хромовая катушка и керамика на основе оксида алюминия образуют систему подогрева; в то время как платиновые проволоки и покрытие из диоксида олова образуют сенсорную систему.

Как устроены и работают датчики утечки газа » сайт для электриков – статьи, советы, примеры, схемы

Суть проблемы

В новостных сводках нет-нет да и проскакивают иногда сообщения о том, что в каком-нибудь городе в подъезде жилого дома взорвался газ или случился пожар. Как правило, причиной оказывается утечка горючей газовой смеси, состоящей в основном из метана с добавками (пропана, бутана и т. д.), используемой в газовых плитах и газовых котлах.

Хорошо бы предотвратить на корню эти несчастья, однако то и дело горючие газы распространяются, концентрируются в помещениях и приводят к взрывам и пожарам. Всему виной человеческая недальновидность и несовершенство техники.

Решение проблемы

А между тем существует способ предотвращения подобных ситуаций или хотя бы сведения их разрушительных последствий к минимуму. Способ заключается в том, чтобы установить в помещении датчик утечки газа. Датчик автоматически определит факт превышения в воздухе концентрации потенциально опасного газа, обнаружит таким образом событие утечки и выполнит необходимые действия для предотвращения катастрофических последствий.

Действия датчика при обнаружении газа могут быть самыми разнообразными: подача звукового сигнала в помещении где он установлен, отправка SMS-сообщения на телефон хозяину, включение вытяжной вентиляции или звонок в службу спасения, перекрытие газового трубопровода и т. д. В любом случае благодаря датчику будет понятно, что случилась утечка газа и нужно предпринимать активные действия вплоть до эвакуации жильцов.

Простые датчики

Простейшие домашние датчики способны обнаружить превышение допустимой концентрации нескольких основных видов горючих газов и подать звуковой сигнал. Такие изделия компактны, их легко установить в любом подходящем месте.

Датчики данного типа предназначены для жилых помещений, где человек точно услышит звуковой сигнал и уже будет знать что делать — перекрывать клапан, звонить в аварийную службу, предпринимать эвакуацию и т.д.

Беспроводные датчики

Датчики с беспроводным блоком связи способны работать совместно с GSM-сигнализацией. И как только утечка газа зафиксирована чувствительным элементом — хозяину на телефон придет SMS-уведомление и он сможет успеть самостоятельно предотвратить утечку. К тому же совместная работа данного датчика с блоком сигнализации позволяет синхронизировать его со схемой включения пожарных сирен.

Датчики управляющие запорной арматурой

Более сложные устройства умеют управлять запорной арматурой — электромагнитным клапаном, который автоматически будет переведен в положение «закрыт», как только датчик заподозрит неладное. Человеческий фактор сведен здесь к минимуму.

Системы подобного типа бывают как бытового, так и промышленного назначения, для установки на промышленных объектах, в цехах, лабораториях, в складских помещениях и т. д. Датчики с запорной арматурой обычно монтируют к газовым колонкам и бойлерам. Если датчик сработал, перевести запорный клапан в исходное положение можно будет лишь вручную.

Устройство датчика утечки газа

По принципу действия датчики утечки газа бывают разных типов: оптические, термические, электронные. И для каждого типа характерны свои целевые группы газов, повышенные концентрации которых датчик способен обнаруживать: смесь на основе природного газа, углекислый газ, угарный газ и т.д.

В корпусе устройства находится источник питания — аккумулятор или батарейка, либо источник питания может быть внешним – сетевым.

За взаимодействие датчика с газообразной внешней средой отвечает чувствительный элемент первичного преобразователя, характеристика которого, например электрическая проводимость, изменяется под действием газа повышенной концентрации.

Сигнал с первичного преобразователя сравнивается в измерительном модуле устройства с сигналом эталонной величины, имитирующим допустимую концентрацию газа. В результате измерений исполнительный механизм датчика либо активируется, либо — нет.

Выбор места установки датчика утечки

При всем при этом датчики утечки газа не являются универсальными. Каждый датчик нацелен на свою группу улавливаемых газов. Это связано с тем, что некоторые газы тяжелее воздуха (углекислый газ) и всегда текут вниз — к полу помещения, а другие легче воздуха (метан) и поэтому скапливаются под потолком, третьи же способны заполнить пространство помещения целиком (угарный газ). Поэтому и место установки датчика выбирается соответствующим образом. Датчики природного газа устанавливают под потолком, а датчики углекислого газа — над полом.

Места установки датчиков следует выбирать очень внимательно. Недопустимо располагать датчик утечки газа возле хорошо проветриваемых мест (окон, вентиляционных каналов и т.д) — возле них воздух окажется менее всего насыщен газом во время утечки.

Датчик утечки устанавливается недалеко от газовой плиты, баллона, колонки и т. д, но не на самом газовом оборудовании. В помещениях где используются аэрозоли, анализатор будет функционировать некорректно, равно как и в помещениях где циркуляция воздуха отсутствует начисто.

Принципы работы датчиков утечки газа

Датчики утечки газа различаются и по принципу работы чувствительного элемента. Есть датчики, где чувствительным элементом выступает кремниевая пластина с тонким слоем оксида металла на поверхности.

У данных датчиков газ при определенной концентрации поглощается чувствительным элементом сильнее и проводимость элемента поэтому изменяется больше. Эти датчики подходят для жилых помещений. Они хоть и не являются высокоточными в силу своего устройства и инерционности (долго реагируют и медленно восстанавливаются), зато весьма просты и стоят недорого. Для промышленности (цехов, лабораторий, складов и т.д.) они не подойдут.

Существуют каталитические датчики, где процесс обнаружения газа основан на его «сгорании» и превращении в углекислый газ и воду. Воздух с высоким содержанием газа проходит через чувствительный элемент, представляющий собой маленькую катушку из платиновой проволоки, покрытую оксидом алюминия, и с родиевым катализатором снаружи.

Когда воздух с высоким содержанием газа контактирует с катализатором, происходит своеобразное воспламенение, платиновая проволока нагревается, ее сопротивление изменяется. Чем выше концентрация газа в воздухе — тем сильнее разогревается проволока, тем более растет ее сопротивление. Такие датчики характеризуются высокой точностью и скоростью срабатывания. Они подходят для промышленных применений.

Поистине лабораторным методом диагностики воздуха является применение инфракрасных датчиков утечки. В промышленных анализаторах газа используется именно этот принцип.

Суть в том, что для многих газов полоса пропускания света приходится на инфракрасный диапазон. Два луча с одинаковой длиной волны проходят через две разные среды — через исследуемую и через эталонную. Возвращаясь назад, лучи уже различаются по силе, и разность, оцениваемая детектором, как раз и оказывается пропорциональна концентрации газа в исследуемой среде.

Проводные и беспроводные датчики

Проводные датчики утечки питаются от сети 220 вольт. Именно такие датчики используют в промышленности несмотря на их высокое энергопотребление. Они просты в обслуживании и пожаробезопасны даже несмотря на наличие внутри устройства электрической цепи далеко не низкого напряжения. Тем не менее они полностью зависимы от розетки.

Беспроводные датчики питаются от встроенных аккумуляторов, поэтому их можно устанавливать даже там где нет сети. Но для промышленности они не подойдут, так как эксплуатационный расход энергии здесь довольно значителен.

Эксплуатация и тестирование

Хотя бы раз в месяц датчик необходимо протирать влажной салфеткой чтобы убрать пыль. Вместо салфетки можно воспользоваться пылесосом. Для проверки датчика утечки природного газа подойдет простая зажигалка (на несколько секунд пустите газ из зажигалки на датчик, но не зажигайте пламя). После проверки автоматического запорного клапана вручную верните его в исходное положение.

Смотрите также у нас на сайте:

Как устроена и работает пожарная сигнализация

Андрей Повный

Сигнализатор утечки газа – схемы радиолюбителей

general view

Сигнализатор утечки газа на модуле датчика MQ-4.

– индикация 2-х разрядный LED индикатор;

– контроллер ATMEGA8;

– звуковое оповещение тревоги.

Модуль на датчике MQ-4 состоит из датчика MQ-4 (метан) и компаратора на LMV393M. Порог срабатывания компаратора настраивается подстроечным резистором. При превышении установленного порога на выходе DO модуля устанавливается лог. 0 и включается светодиод. На выходной разъем также выводится напряжение с датчика (AO). На плате есть второй светодиод, который подключен напрямую к питанию.

Сигнализатор реагирует также и на другие горючие газы, проверял на газ из зажигалки, спирт, растворитель, толуол, дихлорэтан…

Схема модуля MQ-4. MQ4 modul

В целом, модуль готов к применению в качестве самостоятельного устройства, если ограничиться светодиодной сигнализацией. Но это малоэффективно. Поэтому выход DO используется для управления внешними устройствами: звуковая и/или световая сигнализация, оповещение по радио или GSM каналу и т.п. Выход AO позволяет контролировать текущее состояние датчика и уровень загазованности места его установки.

Задача передавать куда-то данные или управлять какими-то внешними устройствами пока не ставилась, поэтому решено было сделать только свето-звуковой сигнализатор с измерителем выходного напряжения.

Схема собрана на микроконтроллере ATMEGA8, 2-х разрядном семисегментном индикаторе с общим катодом и пищалке без встроенного генератора. Для настройки параметров предусмотрено две кнопки.

Питание модуля и всего устройства от источника стабилизированного напряжения 5V. Ток потребления в дежурном режиме около 180 мА, при аварии к нему добавляется еще ток пищалки. В качестве блока питания использовалось зарядное устройство для мобильного телефона. Пищалка извлечена из старого мобильника неизвестного происхождения.

Светодиоды модуля удалены за ненадобностью.

Схема сигнализатора. schema

1. В основном режиме на индикатор выводится измеренное напряжение на датчике в Вольтах, диапазон измерения 0,0÷5,0V (если выбран режим CU), или выводится концентрация газа в тысячах ppm, (если выбран режим CP), диапазон 0,0÷9,9. Пример: концентрация 2300 ppm отображается как 2,3. Выбор режима отображения в настройках, п.2.1.
2. Если напряжение (в режиме CU) или концентрация (в режиме CP) превысит заданный порог (см. Настройки, параметр AL), тогда показания начинают мигать и раздается сигнал тревоги. (Параметры сигнала тревоги устанавливаются в настройках.)
3. При срабатывании дискретного сигнала от модуля MQ-4 срабатывает сигнализация аналогично п.2. В младшем разряде индикатора включается точка.
4. Звуковой сигнал меняется каждые 10 сек. Предусмотрено поочередное включение сирены, двойных коротких сигналов частоты F1 и двойных коротких сигналов частоты F2. F1 и F2 выбираются в настройках. Также устанавливается длительность звукового сигнала (t) и пауза (P) между сигналами.
5. Программа фиксирует максимальное значение напряжения и концентрации. Просмотреть их можно, нажимая на любую кнопку не более 1,5 сек. Для режима CU отображается максимальное напряжение, а для режима CP отображается максимальная концентрация. Сброс записанных значений – одновременное нажатие на обе кнопки с удержанием более 1,5 сек из основного режима. Если сработал дискретный сигнал, то максимальные значения переписываются значениями, на момент срабатывания дискретного сигнала.
6. Предусмотрено управление яркостью индикатора. Если яркость установлена OF, то в основном режиме индикатор отключается, каждые 5 сек кратковременно вспыхивает точка в старшем разряде. Когда срабатывает сигнализация индикатор включается на максимальную яркость. На максимальную яркость индикатор также включается при нажатии на любую кноп-ку.
7. В течении 30 сек после подачи питания устройство не реагирует на сигналы от модуля MQ-4. Максимальные значения не фиксируются. Индикатор включен на максимальную яркость.

Настройки.
1. Вход в режим настроек и выбор параметра для настроек нажатие и удержание более 1,5 сек любой из кнопок. Переход к установке параметра – короткое нажатие на любую кнопку. Установка параметра – короткое нажа-тие на кнопки (если кнопка нажата более 1,5 сек, то происходит переход к следующему параметру. Устанавливаемый параметр мигает с частотой 1Гц.
2. Параметры:
2.1. Un – выбор режима отображения. CU – отображение напряжения, V. CP – пересчет напряжения в ppm.
2.2. AL – устанавливается порог срабатывания сигнализации. Если в п.2.1 выбран режим CU, то устанавливается порог превышения входного напряжения; диапазон установки 0,0÷5,0V; по умолчанию 1,0V. Если в п.2.1 выбран режим CP, то устанавливается порог превышения концентрации; диапазон установки 0,0÷9,9; по умолчанию 0,5.
2.3. F1 – установка частоты первого тона. Диапазон установки 0,2÷5,0кГц. По умолчанию 1,0кГц. Во время настройки включается сигнал с выбранной частотой.
2.4. F2 – установка частоты второго тона. Диапазон установки 0,2÷5,0кГц. По умолчанию 3,0кГц. Во время настройки включается сигнал с выбранной частотой.
2.5. t – время звучания сигнала. Диапазон установки 0÷99 минут. По умолчанию 1 минута.
2.6. P – время паузы между сигналами. Диапазон установки 0÷99 ми-нут. По умолчанию 3 минуты.
2.7. b – яркость индикатора. Диапазон установки 1÷10 и выключено (OF). По умолчанию 5. Во время настройки индикатор светится с выбранной частотой.
3. Выход из режима настроек через 5 сек после последнего нажатия на кнопок. Индикатор переходит в основной режим, настройки записываются в энергонезависимую память микроконтроллера.

Примечания.
1. Соответствие напряжение – концентрация является очень приблизительным и сильно зависит от условий измерения – температуры, влажности наличии в газе других компонентов и т.п. 

Все устройство собрано в корпусе КМ-2А.

Место установки выбрано с учетом расположения газовых приборов, направления движения воздуха и как можно выше.

Элементы и внешний вид устройства:

view 1  view 2   view 3

Изначально планировалось крепление сигнализатора на стенку и подключение питания снизу через микро USB, поэтому плата под него. Затем было выбрано место сверху кухонного шкафчика и вывод питания сделан через заднюю стенку сигнализатора через разъем WH-02 (HU-02).

В архиве находятся прошивка для микроконтроллера, FUSE, описание работы, схема в Proteus и печатная плата (Proteus).

Версия прошивки пока не финальная. Сигнализатор находится в режиме тестирования.

Для вопросов и обсуждения создана соответствующая тема на форуме.

P.S. 04.02.2022

Проект обновлен. Добавлен пересчет напряжения в концентрацию метана, ppm.

§

 1Как известно, наибольшее КПД солнечной панели при попадании на нее максимально прямых солнечных лучей. Чтобы повысить КПД солнечных панелей, применяются системы следящие за солнцем, и автоматически поворачивающие солнечную панель для попадания прямых лучей.

Хотя и существуют системы слежения за солнцем, которыми можно оснастить солнечную батарею, эти «солнечные трекеры» обходятся не дешево. К тому же, автоматические системы ориентации усложняют процесс монтажа новых панелей, и непросто их интегрировать в уже установленные солнечные массивы панелей.

Про анемометры:  РХХ ЗМЗ 406: регулятор холостого хода Газель, УАЗ инжектор

Традиционная установка солнечных модулей на крышах, обычно фиксируются «намертво» в определенном положении. Монтаж такого крепления проще, но он не позволяет использовать потенциал фотоэлементов солнечной панели в полной мере, так как солнце, двигаясь по небу в течение дня, «напрямую» с панелями взаимодействует лишь некоторую часть времени.

В данной статье, представлена любительская схема и программа для самонаводящейся солнечной панели, или другими словами трекер слежения за солнцем (Solar Tracker).

Такую схему трекера вы сможете собрать своими руками, к тому же это весьма интересно сделать такую автоматику своими руками, здесь очень много места для индивидуального творчества.

Если собрать эту схему управления, получим солнечную панель, автоматически поворачиваемую вслед за солнцем, увеличивая КПД этой солнечной панели.

Для начала, наверное, стоит рассказать, что в этой статье понимается под солнечным трекером, вкратце это устройство состоит из двух частей

  1. Механическая часть с электроприводами
  2. Электрическая схема с программой управления.

Слаженное взаимодействие этих частей, позволяет панели в течение солнечного дня собирать достаточное количество света, меняя своё положение вслед за солнцем.

При создании этого трекера слежения за солнцем, процесс изготовления можно разделить на условные четыре этапа:

1) сборка механической части механизма поворота и наклона для солнечных панелей, 2) изготовление электроприводов и их крепление, 3) сборка и крепление светочувствительных элементов к собранной конструкции, 4) разработка электрической схемы и создания к ней программы управления.

Механическая часть поворотного механизма с электроприводами.

В идеале, нужно создать крепкую платформу, способную выдержать вес поворотного механизма и вес самих панелей, а также порывы ветра.

Механика поворотной платформы должна быть крепкая, тяжелая и с высокой устойчивостью парусности.

Солнечные панели расположить так, чтобы их ничего не затеняло.

На практике разнообразие поворотных механизмов велико, на многие из них можно найти описание в интернете. Упрощено говоря, варианты эти по «мощности» от нескольких килограмм до нескольких тонн.

Механизм, описанный в этой статье, сделан для одной солнечной панели весом 12кг, с помощью электроприводов на основе стеклоподъемников (по факту получается червячно-винтовой привод, он очень мощный и не требует удержания положения СП двигателем).

Да и вообще, для небольших самоделок, приводы на основе механизмов для стеклоподъемников, самый бюджетный вариант для подобных самоделок. Например, в онлайн – объявлениях на OLX , по цене 5-10$ за моторчики в сборе, и их там можно найти неимоверное количество, и это будет очень выгодная покупка за такие деньги.

Видео, в начальной стадии сборки механизма поворота и наклона солнечной панели, в данной конструкции угол разворота 160°.

Кому нужен больший механизм, нужно просто масштабировать элементы поворотного устройства, схема с программой управления не имеет никаких отличий для разных видов поворотных механизмов.

 Фото  панели и механизма в эксплуатации.

Механизм трекера позволит контролировать положение солнечных панелей сразу в двух плоскостях.

Привода изменения угла наклона и поворота включены по схеме H-моста (H-bridge).

Схемотехническая и программная часть.

sxema

Рис. №1 Электрическая схема, основные детали – графический дисплей Nokia5110, микроконтроллер ATmega328, 8-битный расширитель ввода-выводаPCF8574t, однополярные датчики холла A3144, операционный усилитель “Rail-to-Rail” MCP602, пульт и приемник Д/У.

Датчиком для определения позиции солнца, используются четыре солнечных фотоэлемента.

Общий алгоритм работы заключается в обработке данных с фотоэлементов датчика при помощи АЦП.

IMG_2

Имеем 4 фотоэлемента, то есть 4 показания, по ним находим среднее показание по горизонтали – ось Х, аналогично по вертикали – ось У.

Важно чтобы закрепленные фотоэлементы, имели разделение света для каждого из четырёх элементов.

Если разница по оси Х между левым и правым фотоэлементом «не уравновешены», то осуществляем поворот в сторону с большим значением. Аналогично для вертикали, по оси У.

Индивидуальными настройками в меню пользователя можно задавать нужную чувствительность срабатывания и период движения панели.

1.1) Основной режим отслеживания.

Поворот и наклон панелей производится с помощью приводов М1 – М2.

Принцип такой, с помощью электромотора М1, поддерживается баланс освещенности солнечными лучами фотоэлементов x0, x1 . Ограничение поворота (движения) по оси Х, датчики d_X0, d_X1.

С помощью электромотора М2, поддерживается баланс освещенности солнечными лучами фотоэлементов у2, у3 . Ограничение поворота (движения) по оси У, датчики d_Y2, d_Y3.

Очередность и расположение датчиков должно быть как на рис.№3

3

1.1.2) Включение двигателей М1 – М2 управляется программно и раздельно друг от друга, два привода никогда не включаются одновременно.

Этим достигается уменьшение токовой нагрузки на блок питания двумя двигателями одновременно, это исключение одновременного включение двигателей по оси Х и У предусмотрено программно. Контроль превышения потребляемой мощности по встроенному амперметру(см.п. 3.6.1).Программная настройка PWM макс. мощности для привода каждой из осей (см.п. 3.6.2).

1.1.3) Также в программе предусмотрено, что один привод по оси Х или У не может работать более чем 10 минут без выключения, если при работе привода будет превышено 10-ти минутное время беспрерывной работы, программный таймер отключит этот двигатель на 10 минут паузы. (на экран будет выведено сообщение «превышен лимит движения Х_У», также каждые 5 секунд на 1 секунду будет включаться звуковой сигнал bz_1 (порт РВ0)).

1.1.4) В программе, предусмотрена возможность работы трекера только по одной оси Х или У, эти варианты возможны на выбор пользователя см.п.3.3.5,


2.1 Пульт дистанционный – команды управления.

vid_pultm

В режиме основного отслеживания, четыре команды управления, кнопки A,B,Cи D соответственно.

2.1.1) Кнопка «В», условно это положение можно называть как “О” или положение восход**.

Независимо от данных датчиков освещенности Х-У, трекер поворачивает панель в крайнюю точку оси Х , где происходит сработка концевого датчика d_X0 (изменении положения по оси У, при этой команде не происходит).

Данное направление панели соответствует утреннему восходу солнца.

2.1.2) Кнопка «D», положение при непогоде**.

Данная команда устанавливает панель в крайние положения, выбранным пользователем в меню.

( В меню выбора следует указать, в какое положение по датчикам d_X0, d_X1, или d_Y2, d_Y3 произойти установка панели, значения датчикам присваивается или 1 (= не поворачивать к датчику, 1= поворачивать панель до срабатывания датчика).

Например: при команде №2.1.2 установки значений d_X0=, d_X1=1 и d_Y2=, d_Y3=1 , панель примет крайние положения относительно датчиков d_X1 и d_Y3 по оси Х-У.

Или, еще вариант, при установленных значениях d_X0=, d_X1=1 и d_Y2=, d_Y3= , панель примет крайние положение относительно датчика d_X1 по оси Х. По оси У панель смещена не будет так как мы задали значения датчикам d_Y2=, d_Y3=0.

2.1.3) Кнопка «А». Автоматическое слежение.

При данной команде отменяются действия команд 2.1.1, 2.1.2 и 2.1.4, работа программы переводится в основной режим отслеживания по п.1.1.

2.1.4) Кнопка «С», Стоп (остановка приводов).

Команда останавливает движение приводов по осям Х-У. Параметр сохраняется в .еер МК, сброс этой команды возможен только командой см.п. 2.1.3

**ограничение удержания по времени в положении достигнутых от команд 2.1.1, 2.1.2 , 12 часов (настраивается в меню №1). Также следует учесть, команды 2.1.1, 2.1.2 не имеют фиксации состояния в .еер МК, или отключить эту команду см.п. 2.1.3.

2.2) Так же с помощью пульта Д/У можно производить ручной поворот и наклон панели по оси Х-У, с помощью электроприводов М1 – М2.

Для этого, когда трекер находится в режиме основного отслеживания, на пульте Д/У зажать одновременно кнопки В и С, программа перейдет в режим ручного управления М1 – М2, см. меню п.3.1.3.

В этом режиме при одноразовом нажатии на кнопки A,B,C или D, электроприводы панели будут поворачивать панель в нужное вам положение (движение будет производиться не дальше, чем это допускают датчики d_X0, d_X1, или d_Y2, d_Y3).

Выход из режима ручного управления Д/У, осуществляется одновременным зажатием двух кнопок A и D.

 Демонстрация работы пульта Д/У

2.3) Кнопки управления на панели прибора Кн1, Кн2, Кн3.

2.3.1) В режиме основного отслеживания (см.п.1.1).

При удержании Кн2 (более 3х сек.) происходит вход в меню пользовательских настроек (см.п.3).

Кратковременным нажатием, Кн1 вызывает для просмотра статистика утренних или вечерних парковок (работает, если соблюдения условия п.3.4.4).

Кратковременное нажатие Кн3 , производит ручной сброс сработавших программных защит таких как см.п.1.1.3 и 3.6.1.

Длительное удержание Кн3 разово активирует (см.п.1.1) подстройку СП на наиболее освещенное направление (сбрасываются условия п.3.2.4).

2.3.2) Кнопки Кн1, Кн2, Кн3, в меню пользовательских настроек.

Кнопка Кн2 , короткое нажатие – движение по пунктам и параметрам в меню настроек, длинное нажатие – возврат к предыдущему пункта меню, вплоть до основного режима п.1.1

   Кн1 и Кн3 изменение параметров настроек в меню пользователя.


3. Пункты меню.

Основные свойства программы в большей части отображены в пунктах меню, именно настройка некоторых пунктов меню, позволит каждому пользователю приспособить эту программу к своим условиям.

menu

3.1.1) Пункт настройки, для кнопки Д/У которую я условно называю «непогода»

С помощью настройки значений 3.1.1, пользователь может вручную кнопкой Д/У установить СП (солнечную панель) согласно расположения датчиков (см. рис.№3) , в наиболее защищенное положение при неблагоприятных погодных условиях.

Так же эта настройка будет использована автоматически, по превышению показаний тахометра (см.п.3.6.3), панель установится по датчикам в положение «непогода».

3.1.2) Настройка времени ручного удержания СП в заданном положении при управлении пультом Д/У (см. описание команд Д/У 2.1.1 и 2.1.2 ).

3.1.3) Пункт перехода в меню ручного дистанционного управления, в данном меню управление кнопками Д/У, напоминает управление джойстика в четыре направления (подробней смотри видео). В режим ручного управления, можно войти и дистанционно см.п.2.2, одновременно нажав на пульте Д/У кнопки С В – вход в «режим джойстика», A D– выход из ручного режима наклона и поворота, (возврат к автоматическому слежению).

3.2.1) Отображение показаний по каждому элементу датчиков (см. рис1 элементы x0, x1, у2, у3) , показания используются только для изучения свойств , баланса освещенности датчика направленного на солнце, другого назначения эта информация не имеет (показометр).

3.2.2) Программная установка порога минимальной освещенности, параметр имеет значения только для функции «вечерняя» или «утренняя» парковка (взаимосвязь с пунктом 3.3.1. и 3.3.2).

3.2.3) Программная установка общего порога освещенности для фотоэлементов x0, x1, у2, у3, когда какой либо из фотоэлементов x0, x1, у2, у3, будет освещен выше установленного порога, программа получает разрешение приступить к автоматическому режиму основного отслеживания п.1.1.

3.2.4) Движение панели можно «разбить» на временные циклы, после того как панель устанавливается в баланс наводки на солнце, начинается отсчет паузы установленной в этом пункте от 1 до 99 минут, таким образом получается как бы «шаговый» режим движения слежения за солнцем.

3.3.1) Варианты вечерней и утренней парковки.

Вариант «0» парковки нет.

Вариант №1 парковка может быть поэтапная, вечером к одному из датчиков d_X0, d_X1, d_Y2, d_Y3, утром к любому другому, off – парковки нет.

Вариант №2 , когда парковка будет произведена к двум из датчиков d_X0, d_X1, d_Y2, d_Y3, утром или вечером за одно действие, off – парковки к датчику нет.

3.3.2) Выбор датчиков куда припаркуется СП, по вариантам п.3.3.1 или если выбрано off, автоматической парковки не будет.

3.3.3) Пользователь сам выбирает наиболее выгодный фотоэлемент, участвующий в автоматическом определении времени парковки, например в моем использовании это у2 (тут более важно, выбрать правильный порог освещенности в пункте 3.2.2).

3.3.4) Стабилизация слежения установки СП на солнце.

«ДА» программная стабилизация включена. Если выбор «НЕТ», то отключена.

3.3.5) Возможность программно отключить один из приводов М1 – М2 , по оси Х или У, данный вариант может быть использован тем, кто использует слежение трекером например только по оси Х, это может быть в том случае когда кто то считает нецелесообразным настройку положения по оси У.

3.4.1) Регистрация пульта управления , для работы с данной программой трекера, в данных строках отображается код приходящий код от брелков Д/У.

3.4.2) В данных строках, отображается приходящий код от брелков Д/У записанный в память .еер МК.

3.4.3) По нажатию Кн1, код из буфера обмена п.3.4.1 , запишется в .еер МК п.3.4.2 . Подробней смотрите видео.

3.4.4) Отображение адресов на шине i2c , для pcf8574 это должен быть строго 0x40, для ds3231 или ds1307 будет 0xD0. Установка часов реального времени, в данном проекте вовсе необязательна, это все использовалось в чисто экспериментальных целях, для фиксации времени парковки, кому это интересно, можете просматривать эту статистику, при установленной микросхеме ds3231 или ds1307, в основном экране нажать Кн1 на экран будет выведена информация о времени последних 24 парковок. Установка или отсутствие ds3231 или ds1307 на работу основной программы слежения никак не влияет.

3.5.1) В зависимости от типа индикатора, может понадобиться изменить инверсию подсветки.

3.5.2) Подстройка контрастности дисплея.

3.5.3) Установка времени для автоматического выхода из меню настроек, в главный экран, такой выход из меню произойдет когда в течение выбранного времени, не будет нажата ни одна из кнопок Кн1, Кн2, Кн3..

3.5.4) Установка времени для ds3231 или ds1307 (см. п.3.4.4).

3.6.1) Установка порога амперметра, в случае непредвиденного, повышения потребления мощности приводами пол. оси Х-У. Встроенный амперметр, будет делать отключение команд включения приводов, с дальнейшей попыткой, через 1 минуту возобновить работу (каждые 5 секунд на 1 секунду будет включаться звуковой сигнал bz_1 (порт РВ0).)

3.6.2) Настройка PWM макс. мощности для привода каждой из осей Х и У.

3.6.3) Установка количества оборотов для тахометра, в случае превышения оборотов от установленного, панель станет в положение согласно установок пункта меню №3.1.1, на время 10 минут, далее последует авто возврат, в автоматическое отслеживание (отсчет авто возврата можно контролировать на главном экране, появится строка «Ветро ЗАЩИТА» с отчетом времени).

3.6.4) Перезагрузка МК, данный параметр не имеет большой ценности в этом меню, просто при отладке сторожевого таймера это использовалось, в общем пусть пока будет (и если активны условия п.3.4.4, по этой команде происходит обнуление статистики утренних или вечерних парковок см.п.2.3.1).

3.6.5) При первой подаче питания на МК небольшое придержание работы электроприводов, кому то это может оказаться полезной вещью кому то бесполезной, и те и другие могут настроить этот параметр на свой выбор…

3.6.6) Практически аналогично сказанному, в пункте 3.6.5 , время работы реле «самоподпитки», индивидуальная настройка для этого реле.


4. Подключение электроприводов – драйвера для электроприводов.

На принципиальной схеме рис.№2 показан наиболее понятный принцип подключения электроприводов М1 – М2 с помощью идеального решения для такой схемы, драйвера L298n.

L298n – сдвоенный Н-мостовой драйвер, для управления двунаправленными нагрузками, с токами до 2А и напряжениями от 4,5 до 46 вольт. Разработан для управления реле, соленоидами, двигателями постоянного тока и шаговыми двигателями.

Про анемометры:  Weicon Leak Detection Frostsicher(Определитель утечки газа - Морозостойкий) купить от 510 руб. в Москве от компании Компания "ДИАДЕС"

В L298 существует разделение электропитания для логической схемы и для нагрузки, что позволяет подключить нагрузку с меньшим или большим напряжением питания, чем у микросхемы, а также уменьшает помехи. Но все это идеально, пока нагрузка от М1 – М2 не будет превышать 2.5 ампера.

В моем же случае используемые электроприводы от стеклоподъемников, на практике максимально до 6 ампер. Можно конечно на выход L298 добавить более мощные ключи на полевых транзисторах, но это так сказать на любителя, по цене и качеству будет проигрыш по сравнению с готовым вариантом драйвера, например BTS7960, нагрузка по постоянному току до 40A.

Когда ко мне приехали эти модули BTS7960, оказалось что логика управления, у него чуть отличается от L298, поэтому чтобы не плодить прошивки для схемы с разными драйверами, пришлось BTS7960 подключить через несложный адаптер в виде такой схемы рис. №5.

5

В общем, по финалу, электроприводами М1 – М2 можно управлять, в виде таких вариантов схемных решений:

Вариант №1 драйвером L298n .

Вариант №2 драйвера BTS7960.

Вариант №3 традиционный и простой, с помощью электромагнитных реле.

Симуляция работы схемы в протеусе

2

FUSE: Программа работает на тактовой частоте 16 МГц, с внешним кварцем.

7 

Далее, уже собранная электрическая схема на печатной плате в «железе», фото готовой печатной платы прилагаю.

 5

Рисунок печатной платы.

11

После монтажа солнечного трекера выработка энергии увеличится, благодаря более длительному воздействию солнца на панели, а также за счет оптимизации угла установки солнечных панелей по отношению к солнцу.

Поэтому, такие солнечные трекеры довольно популярны, нужно лишь определиться, соорудить трекер самостоятельно, или купить готовый китайский, кстати, стоимость около 100 долларов, это гораздо больше себестоимости самих радиодеталей примененных в нем.

Сделать описанное в статье устройство может любой, кто разбирается в принципах работы электрических схем, и имеет практику работы с микроконтроллерами, для тех, кто предпочитает сделать все самостоятельно, самодельный трекер обойдется раз в 10 дешевле покупного, это точно.

Шильда с характеристиками солнечной панели используемой в данном устройстве слежения.

Небольшое видео, работы солнечного трекера в течение суток.

В архиве протеус, прошивка и файл печатной платы.

Форум

§

signal

Охранная сигнализация:

– два аналоговых охранных шлейфа;

– управление при помощи SMS;

– дистанционное управление нагрузками…

Контроллер предназначен для дистанционного управления объектом посредством SMS. Управлять можно 4-мя реле на включение/выключение а также на заданное время. Также контроллер имеет датчик температуры, два шлейфа охраны (сопротивление шлейфа должно быть 4.7кОм), и контроль сети 220 вольт.


При включении питания производится активация контроллера и SIM-модуля в течении 40 сек. В это время светодиод STATUS постоянно включен.
После завершения активации автоматически включается режим охраны. Если нарушений нет, светодиод вспыхивает на 0,1 сек каждые 3 сек.
При нарушении охранного шлейфа включается режим тревоги. Светодиод STATUS мигает с частотой 2,5 Гц. Сирена включается на 5 секунд через 5 секунд в течении 3 минут. Через 5 сек после нарушения шлейфа, отправляется SMS с информацией о состоянии охраны и устройства.
Если через 3 минуты нарушение сохранилось, то светодиод STATUS мигает с частотой 0,5 Гц. Сирена отключена.
Если нарушение сохраняется и далее, то через 30 минут снова включается режим охраны и цикл повторяется.
Оба охранных шлейфа работают одинаково и независимо друг от друга.
Кнопкой “ALARM OFF” можно включить/выключить охрану. Длинное нажатие включение охраны, короткое нажатие выключение охраны. При включении охраны кнопкой контроллер отсчитывает 1 минуту а потом становится на охрану. В это время светодиод STATUS включен постоянно. При отправке SMS на включение охраны, включение сразу.

Управление реле осуществляется командами, отправляемыми с телефона с подтверждением о выполненной команде SMS сообщением. При включении/выключении реле воспроизводится сигнал зуммера 1.5 секунды. Примеры команд управления см. ниже.

SMS сообщение содержит информацию о состоянии охраны, состоянии реле, температуре и наличии питания от сети.

При пропадании СЕТИ 220 вольт зуммер три раза пищит и отправляется SMS с параметрами сигнализации (см. выше). Светодиод STATUS вспыхивает на 0,1 сек каждые 5 сек. При появлении СЕТИ 220 вольт зуммер пищит 1 раз и также отсылается SMS.

Светодиод “RING” индицирует принятие или отправку SMS.
Команды для отправки SMS:
Включить реле1 без ограничения по времени: “Pass On1 –“, включить на время 5 минут: “Pass On1 05”, выключить реле1: “Pass Off1”.

1 – номер реле, остальные реле аналогично (указать номер реле 1,2,3,4 соответственно). Время включения то 01 до 99 минут. 

Включить Охрану “Pass Line On”, выключить Охрану “Pass Line Off”.
Запрос о статусе контроллера “Pass ZAPROS”.
Запрос о балансе на счету “Pass balance”.
Запрос о балансе пакета SMS “Pass Sms”.
“Pass” – это секретный код его можно изменить в ЕЕРROM там же прописывается номер телефона на который отсылать SMS так же запрос о балансе и запрос о пакете купленных SMS.
SMS можно отсылать как с обычного телефона, так и со смартфона. Для смартфона есть специальное приложение для удобства пользования. В приложении чтобы включить/выключить надо удерживать кнопку до звукового подтверждения. В ответ придёт SMS с параметрами контроллера на белый экран приложения. Скачать приложение можно здесь: часть 1, часть 2, часть 3, часть 4.
Контроллер работает только с номером телефона, который прописан в EEPROM. Длина номера должны быть не более 16-и знаков и начинаться на « ». Если длина номера меньше, тогда после последней цифры нужно прописать 0xFF.
Ввод pin-кода SIM-карточки должен быть предварительно отключен.
Если на модуль SIM800L установить микрофон можно, позвонив с телефона, слушать что происходит в помещении, где установлен контроллер. Так же только с того телефона, который прописан в контроллер.

 Внешний вид собранной платы и блока реле:

viewrelayДетектор для обнаружения утечки газа на Arduino: схема и программа

Скрины с устройства Android.

screen1                                         screen2                                         Детектор для обнаружения утечки газа на Arduino: схема и программа

В архиве находятся: прошивка, проект в Proteus для симуляции работы, схема в разных форматах и другие материалы для изготовления устройства.

Файл SIM800_SMS_ATM8.eep является файлом EEPROM микроконтроллера. При прошивке МК его следует отредактировать и залить в память EEPROM. См. скрин EEPROM.jpg

Файл SIM800_SMS_ATM8.bin также файл EEPROM микроконтроллера, необходим для симуляции в Proteus.

Файл ATM8_8MHz_Ext.png – пример установки FUSE. FUSE показаны как для PONYPROG.

Тема для обсуждения и развития проекта на форуме.

Авторы проекта andros77 и Soir.

26.08.2022 Обновление прошивки.

Добавлена возможность включать реле на время от 1 до 99 сек. Для этого должна быть отправлена команда “Pass on1 xx”, где xx – время в секундах. Также ответное SMS будет содержать оставшееся время работы реле в секундах, если это время меньше 1-ой минуты.

Архив с обновленной прошивкой.

§

kranВ данном примере, схема управляет  шаговым двигателем 28BYJ-48-5V, для закрытия открытия крана.

схема

Элементы управления.

Кн-1 – кнопка (или оптрон) подает команду открыть/закрыть (в примере,  замкнуто это – закрыть, разомкнуто  это – открыть)

Dk-1 датчик «0» положения (кнопка или геркон, в данном примере, это крайнее положения редуктора в котором кран открыт).

Jp-1 перемычка (или кнопка) записи в МК, количества шагов двигателя, для максимального открытия крана.

SVo светодиод зеленый (в данном примере, при замкнутых контактах  датчика Dk-1 , включенный светодиод**отображает открытое состояние крана).

SVz – светодиод красный (при нажатой Кн-1 , этот светодиод включается**, при достижении  ШД заданного количества шагов, записанных ранее).

Bz-1 буер (вывод МК РА6 пьезо без генератора, продублировано на вывод МК РА2, можно использовать пьезо с генератором).

(**такое состояние светодиода, будет если МК не находится в состоянии программирования количества шагов для ШД).

Работа программы имеет   два определенных  состояния.

Состояние «ОТКРЫТО» –  при разомкнутой кнопке Кн-1, кран будет открыт (датчик  Dk-1   замкнут,  светодиод SVo включен).

Состояние «ЗАКРЫТО» –  при замкнутой кнопке Кн-1, кран будет закрыт (датчик  Dk-1   разомкнут,  светодиод SVz включен).

Датчик Dk-1  – контроль «» начального положения,  имеет важное значение в этой схеме, без исправного датчика Dk-1  правильная работа схемы  невозможна.

Так как при подаче питания (или так называемое- « первое включение устройства в сеть»), независимо в каком положении находится Кн-1, если датчик Dk-1  не замкнут, шаговый двигатель начинает движение к «» точке, пока не сработает датчик Dk-1  , далее если Кн-1 была изначально в замкнутом положении, то  ШД  начинает движение на открытие крана   до заданного количества шагов, записанных ранее в память МК.

Если при первом  включении окажется,  что Кн-1  разомкнута, и Dk-1  замкнут, ШД никуда двигаться не будет, так как, в данном примере использования, эти условия совпадают с его запланированным состоянием «ОТКРЫТО».

Если при открытии крана, окажется,  что датчик  Dk-1   неисправен, включится прерывистый звуковой сигнал,  от бузера Bz-1 этой схемы, и дополнительно будет мигание красного светодиода SVz .

В таком случае восстановить  работоспособность можно, только устранив неисправность датчика  Dk-1   (еще, возможно в этом случае после устранения неисправности, придется заново, пройти процедуру программирования количества шагов в МК).

Программирование в память МК, необходимого количества  шагов для ШД, для полного открытия крана.

Состояние кнопок и датчиков схемы, необходимое для такого программирования.

Кн-1 замнут,  в это время SVz должен находится в активном состоянии, и Dk-1  в разомкнутом состоянии  (при условии, что Dk-1  раннее уже отрегулирован на замыкание в точке «0»  «ОТКРЫТО»).

В таком состоянии нужно замкнуть и удерживать  Jp-1 ,   светодиоды SVz и SVо начнут поочередное мигание ( звуковой сигнал подтверждения начала программирования), шаговый двигатель начнет движение на закрытие крана до включения контактов Dk-1 , достигнув точки «» и сработки Dk-1  ( звуковой сигнал подтверждения сработки датчика),  ШД автоматически начнет открытие крана, все это время продолжаем удерживать в замкнутом состоянии Jp-1 и наблюдаем, чтобы ШД открыл нам кран на нужное количество шагов, как только будет достигнута эта величина, нужно разомкнуть контакты Jp-1 , и в это же время SVz и SVо прекратят поочередное мигание  ( звуковой сигнал подтверждения удачно выполненного программирования), будет включен только SVz.

Настройка произведена, теперь при управлении кнопкой Кн-1 будет происходить полное открытие и закрытие крана, при этом  включенный светодиод SVz будет отображать состояние «ЗАКРЫТО», а включенный  SVо «ОТКРЫТО».

При работе ШД на открытие или закрытие, соответствующие светодиоды коротко мигают, пока не  будет достигнуто какое либо крайнее положение.

Небольшое видео, применения этой схемы с «железом».

FUSE – bit ,  на внутренний генератор 8MHz.

фьюзы

Рисунок печатной платы.

плата печатная

В архиве протеус, прошивка и файл печатной платы.

Форум

———————————————————————————-

P.S. Управление ШД, версия №2

схема2

Отличие версии №1 от версии №2.

Версия №1 поддерживает установку ШД в одно положение, к выводу МК РА6 можно подключать пьезо излучатель с генератором.

Версия №2 поддерживает установку ШД в три различных положения, к выводу МК РА6 подключается дополнительная кнопка управлением положения ШД..

Программирование в память МК, необходимого положения ШД в точку №1, №2, №3.

Состояние кнопок и датчиков схемы, необходимое для такого программирования.

Кн-1 (или Кн-2, или Кн-3)нажатазамкнута,  в это время SVz должен находится в активном состоянии, и Dk-1  в разомкнутом состоянии  (при условии, что Dk-1  раннее уже отрегулирован на замыкание в точке «»  «ОТКРЫТО»).

В таком состоянии нужно замкнуть и удерживать  Jp-1 (кнопки Кн-1 (или Кн-2, или Кн-3) не отпускаем ),   светодиоды SVz и SVо начнут поочередное мигание ( звуковой сигнал подтверждения начала программирования), шаговый двигатель начнет движение в току «» до включения контактов Dk-1 , достигнув точки «» и сработки Dk-1  ( звуковой сигнал подтверждения сработки датчика),  ШД автоматически начнет движение к нужной нам точке, все это время продолжаем удерживать в замкнутом состоянии Jp-1 с кнопкой положения и наблюдаем, чтобы ШД установился на нужное количество шагов, как только будет достигнуто нужное положение, нужно разомкнуть контакты Jp-1(или отпустить Кн-.. положения), и в это же время SVz и SVо прекратят поочередное мигание  ( звуковой сигнал подтверждения удачно выполненного программирования), будет включен только SVz.

Настройка произведена, теперь при управлении кнопкой Кн-1 (или Кн-2, или Кн-3)  будет происходить установка ротора ШД в запрограммированное положение.

В архиве прошивка версия №2.

§

smart home 0

Управление домашними устройствами по блютузу со смартфона или по кнопкам.

– 4 независимых управляемых нагрузки;

– 2 режима работы: с фиксацией нажатия кнопки и без;

– контроллер собран на ATTINY2313.

 Материалы для статьи предоставлены пользователем andros77

Узбекистан, Ташкент.

Общие характеристики.

Контроллер управляется по блютузу со смартфона или по кнопкам. Управляет 4 реле.

Контроллер имеет 2 режима:
1 режим с Фиксацией ( при нажатии на кнопку или нажатие на смартфоне реле включается. При повторном нажатии реле выключается. )
2 режим без Фиксации (при нажатии на кнопку или нажатие на смартфоне реле включается на 1 секунду.)

Дальность управления по BLUETOOTH
20 – 25 метров при использовании антенны до 50 метров.
Контроллером можно управлять освещением, вытяжками, насосами, фонтанами, поливом газона и другими электроприборами дистанционно.

При пропадании питания контроллера и последующим появлением питания все нагрузки СОСТОЯНИЕ ВЫКЛЮЧЕНО.

Установка и работа программы.

1. Установить программу на смартфон появится иконка программы

icon

2. Включить BLUETOOTH на смартфоне. При первом подключении к устройству выбрать адрес BLUETOOTH устройства.

3. Устройство соединится с программой, на экране появится надпись “Подключено!”.

При следующем подключении программа будет автоматически подключаться к выбранному адресу.

В программе можно изменить имя устройства на своё имя, например
Свет кухня.

Также можно управлять голосом, нажав на значок микрофон.

Сказать: “включить 1” <включится 1 устройство>
“выключить 1” <выключится 1 устройство>
“включить 2” <включится 2 устройство>
“выключить 2” <выключится 2 устройство>
“включить 3” <включится 3 устройство>
“выключить 3” <выключится 3 устройство>
“включить 4” <включится 4 устройство>
“выключить 4” <выключится 4 устройство>
“включить 1 2 3 4” <включится 1 2 3 4 устройство>
“выключить 1 2 3 4” <выключится 1 2 3 4 устройство>

screen 1                      screen 2                      Детектор для обнаружения утечки газа на Arduino: схема и программа

Программа на первый режим с фиксацией

screen 3                      screen 4                      Детектор для обнаружения утечки газа на Arduino: схема и программа

Программа на второй  режим без фиксации.

Изготовление контроллера.

Схема в разных форматах а также проект в Proteus находится вместе со всеми материалами для изготовления (прошивка для микроконтроллера, FUSE) в архиве.

Все элементы контроллера размещены на одной плате. Рисунок печатной платы в формате SprinLayout.

Расположение деталей на плате:

view 1

Схема подключения:

view 2

Скачать программы для смартфона.

Про анемометры:  Правила замены газового котла в частном доме: как поменять котел отопления, как заменить отопительный котел, документы

Для обсуждения создана тема на форуме.

§

Это любительский вариант схемы и программы, в котором использовано автономное управление нагретой воды в ТА-1 для ГВС,  и  управление нагретым теплоносителем в  ТА-2  для отопления.

Краткое описание функций программы..

Программа управляет нагретым теплоносителем от  солнечного коллектора, и управляет  электроприборами, подключенными к данной схеме.

Основная функция это автоматическая работа циркуляционного насоса Р1, насос включается и работает непрерывно до тех пор, пока не будет достигнута минимальная разница температур накопительного бака ТА и коллектора нагрева. Когда  температура в баке снизится до заданного потребителем уровня (см. п. 3) , насос Р1 отключается.

В центре графического экрана, располагается отображение  текущего времени, даты, и дня недели.
Отображение в процентах мощности солнечной инсоляции по датчику Di-1.
В основном экране, так же графически обозначено, предполагаемое размещение датчиков температуры т0 – т8.

Имеется 9 пользовательских профилей настроек, с возможностью их переключения по расписанию (см. п. 8а).

Про варианты использования пользовательских профилей, можно написать много, потому что, это нечто в этой программе.

Потому как каждый профиль, можно настроить в любой конфигурации, и всегда с помощью переключателя S-1 (R-3) вернутся к своим проверенным настройкам, или перейти к новым экспериментальным. Так как эти настройки будут у каждого очень индивидуальны, в рамках этой статьи, описать разницу для всех вариантов настроек профилей, практически невозможно.
Текущие показания показометра прокачки теплоносителя в Л/мин. (датчик DR-4 (
датчик холла А3144)).
Текущие показания датчиков температуры DS18b20 (всего в схеме, возможно использование до 10 датчиков, из них 7 штук (на выбор пользователя) выводятся на экран)
Отображение на экране, с анимацией работы, циркуляционных насосов с назначением – Р1 теплоноситель от коллектора нагрева, Р2 байпас, Р3 фанко́йл.
При использовании 2х баков косвенного нагрева ( 
в схеме обозн. как ТА-1 и ТА-2). распределение нагретого теплоносителя, происходит согласно установленного приоритета (см. п. 4.2) электрическим трехходовым клапаном  К-1

Управление электрическим тэном, для догрева ГВС до заданной температуры, включение вручную или управление по расписанию в настроенных часовых зонах (см. п. 5).

Анти-легионелла – активизируется через меню настроек (см. п. 5.4)., и только при комплектности ТА-1 электронагревателем. Используется для термодезинфекции бака путем повышения температуры в нем. Направлено на избавление от бактерий легионеллы, которые обычно размножаются в баках с теплой стоячей водой.

Ручной режим – пользователь самостоятельно, нажимая соответствующие кнопки меню (см. п. 7)., управляет работой оборудования вручную.

Обзор показаний всех датчиков температуры на одном экране (карта датчиков см. п. 7).
Аварийная сигнализация, при неисправности любого из подключенных датчиков температуры DS18b20 , достижение установленного порога температуры по фанко́йлу, или по сработке реле давления.

Схема

 контроллер солнечного коллектора

Основные составляющие этой схемы, не дефицитные и недорогие, это графический экран 128х64 ST7920 и МК ATmega128a.

А также DS18b20DS130774НС595 в наше время это просто рядовые детали. 

Джойстиком  arduino KY-023 , осуществляется все управление, навигация по меню, и изменение настроек.

.

Датчик освещения (инсоляции), электронный расходомер, и переключатель пользовательских профилей тоже из обыкновенных деталей, про них чуть ниже будет еще описание.

Отображение информации в основном экране.

 контроллер солнечного коллектора

1. Основной экран.

1.1 Графическое и процентное отображение инсоляции.

1.2  Предполагаемое размещение датчиков температуры, согласно гидравлической схемы.

1.3 Электронные показания расходометра – показометра (настройка см.п. 9.3).

1.4  Отображение, Ч/М/с, д/м/г и день недели (настройка см.п. 1а.1).

1.5  Показания датчиков температуры (настройка размещения см.п. 1а.2, 2.5 и 7.1).

1.6  Отображение работающего в данный момент пользовательского профиля, всего 9шт. (также см.п. 1а.4  и 8а.3).

1.7  Графический рисунок панели.

1.8  Фанкойл. Насос Р3.

1.9  Основной насос Р1 прокачки теплоносителя.

1.10      Трехходовой клапан, поочередное подключение ТА-1 или ТА-2 (см.п. 4).

1.11      Графическое изображение ТА-1.

1.12      Значок,  отображающий включение электрич. тэна (настройка см.п. 5).

1.13      Графическое изображение ТА-2.

1.14      Р2 рециркуляция (настройка см.п. 6.1).

Пример вывода информации на экран при  использовании в работе одного ТА.

Детектор для обнаружения утечки газа на Arduino: схема и программа

Описание, того, что находится в меню настроек.

333 

.  Экран для настройки часов реального времени Ч/М/с, д/м/г, и выбор датчиков температуры которые будут отображаться в основном экране.

1а.1     Установка Ч/М/с, д/м/г.

1а.2     Выбор очередности отображения датчиков температуры в основном экране.

1а.3     Контроль – показометр, контроль правильности работы джойстика.

1а.4     Контроль – показометр, диапазона включения пользовательских профилей (см.п. 1.6).

1а.5     Контроль – показометр, отображения количества датчиков в основном экране(настройка см.п. 7.1).

Вход  в меню настройки , осуществляется по длительному нажатию (более 3х сек.) на центр. кнопку джойстика Кн-0.

 333

2. Вход  в меню настроек, вход и движение по меню осуществляется джойстиком по оси Х – У,

выход из меню происходит по кратковременному нажатию Кн-0.

 333

3. Настройка параметров диф. термостата, привязанного к работе циркуляционного насоса Р1.

3.1 Разница  и дельта температуры дифференциального термостата (сравнение происходит по т1 , второй датчик на выбор пользователя (см.п. 4.7)).

3.2Диапазон температуры, при которой работает Ц.насос Р1 по датчику т1.

3.3Функция анти – заклинивания ротора, при длительном простое. Циклически включается на 1 мин. через установленный промежуток времени.

3.4Включение в работу насоса (вентилятора ) Р3 (доп. см.п. 8.4).

3.5Начальный порог включения Р3 по датчику т1.

 333

4.  Выбор схемы и приоритета нагрева ТА.

4.1 Выбор варианта схемы, отображаемого в основном экране (см.п. 1).

4.2 Номер установленного приоритета.

4.3 Равноценный нагрев (без доп. настроек).

4.4 Приоритет нагрева ТА-1 до установленной температуры.

4.5 Приоритет нагрева ТА-2 до установленной температуры.

     4.6 Указатель на номер настраиваемого профиля ( см. схему, упр. R-3).

     4.7 Установка датчика диф. термостата для каждого ТА (см.п. 3.1)

 333

5. Работа тэна, ручное управление или выбор по расписанию.

  1. Ручное включение, с установкой максимальной температуры, и максимального времени работы (имеет приоритет над п. 5.5).
  2. Диапазон установленного времени работы по расписанию.
  3. Макс. температура нагрева в данный промежуток времени (если вкл. п. 5.5).
  4. Включение функции «антилигионелла» (если в течение недели не была достигнута заданная температура, варианты а) ночной прогрев от тена, до уст. температуры,в)прогрев бака будет происходить от солнечной инсоляции).
  5. Работа включения тэна по расписанию. «ВКЛ.-ВЫКЛ.».
  6. Контроль – показометр, текущей температуры в баке ГВС ТА-1.

 333

6. Настройка работы ц.насоса Р2.

  1. Включение функции рециркуляции.
  2. Уст. номеров датчиков, и разницы температуры между ними.
  3. Уст. времени циклической работы Р2.
  4. Суточный временной промежуток работы Р2.

 333

7. Карта всех температурных датчиков DS18b20.

  1. Количество датчиков, отображаемое в основном экране (см. п. 1.5).
  2. Контроль – показометр, id датчиков DS18b20.

В это меню возможен «быстрый» вход с основного экрана, по удержанию джойстика «вниз» на время более 3х сек..

 333

8. Ручное управление нагрузками подключенными к реле, и включение сигнализации.

  1. Отображение времени включаемого (или отключаемого) канала. (3 мин.)
  2. Отображение состояния каналов.
  3. Вкл.-Откл. сигнализации зуммера  и SL8  при неисправности датчиков DS18b20 или сработке датчика давления Dd2 (ХР600).
  4. Вкл.-Откл. сигнализации  на зуммер  и SL8, при превышении установленного порога т1 для Р3 (см. п. 3.5).
  5. Вход в меню, установки времени для включения пользовательских профилей по расписанию.

В это меню возможен «быстрый» вход с основного экрана, по удержанию джойстика «влево» на время более 3х сек..

333

. Меню расписания пользовательских профилей (отображение см.п. 1.6).

(Расписание будет в активном состоянии только при установке переключателя R-3 (S-1), в положение профиля «0».)

8а.1               Если нет ежедневного отбора из ГВС для уменьшения переизбытка принимаемого тепла, возможное включение режима «отпуск»  для какого ни будь используемого профиля.

В ночное время, включением насоса Р1 будет происходить периодическая прокачка теплоносителя, что несколько снизит накопленную за день температуру ГВС в ТА-1.

 Для неактивного состояния, установить этот параметр в  – профиль «0».

8а.2               Диапазон установленного времени включения профилей по расписанию.

8а.3               Номер включаемого профиля по расписанию (см. п. 1.6).

В основном экране, при выбранном профиле  вручную, он отображается в инверсии, по расписанию без инверсии.

 333

9. Настройки дисплея, и прочее.

  1. Время включенной подсветки, после активности джойстика.
  2. Установка мин. и макс. подсветки экрана.
  3. Уст. количества импульсов для отображения на экране прокачки теплоносителя  литр/мин. (см. п. 1.3).
  4. , возможен «быстрый» вход с основного экрана, по установленному значению  в любое меню настроек (от 1 до 17), и далее в основном экране  по удержанию джойстика «вверх» на время более 3х сек., попадаете в установленное меню настроек.

меню10

10. Пункты меню №2.

 меню11 

11. Настройка параметров, для управления отоплением, по схеме задействованы ТА-2, насос Р4, реле К2.

11.1. Установка порога уличной температуры, ниже которого будет работать  отопление.

11.2. Минимальная  температура теплоносителя в ТА-2 , при которой будет разрешен отбор теплоносителя из ТА-2 для отопления.

11.3. Установка температуры помещения, если температура будет ниже установленного значения, то работа отопления разрешена.

11.4. Отображает, включено работа по расписанию (см. п. 12) или нет. Вторая функция этой строки, это настройка циклического таймера для работы Р4 .

11.5. Диапазон количества шагов при управлении ШД узлом подмеса.

11.6. Уст. температуры  подаваемой в СО (систему отопления).

11.7 ШД (шаговый двигатель) управляющей системой подмеса теплоносителя, программно включен или выключен.

11.8 Установка количества шагов для полного открытия и  закрытия регулировкой подмеса ШД.

11.9. Показометр включенного профиля в текущее время.

11.10. Показания датчиков температуры, которые имеют отношение к этому меню.

(в пунктах 11.2 , 11.3 и 11.6 осуществляется выбор № датчика DS18b20)

меню12

12. Суточное расписание для отапливаемого помещения.

12.1. Установка температуры помещения. (дубль настройки, см. п. 11.3)

12.2. Минимальная  температура теплоносителя в ТА-2  (дубль настройки, см.  п. 11.2).

12.3. Уст. температуры  подаваемой в СО (дубль настройки, см.  п. 11.6).

12.4. Время работы.

12.5. Температура помещения соответствующая отрезку времени настроенному в пункте 12.4.

12.6. Показания датчиков температуры, которые имеют отношение к этому меню.

12.7. Программное включение и отключение суточного расписания (если отключено, поддержание температуры в помещении будет согласно пункта 12.1.).

Вся совокупность параметров в пунктах №11 и12 имеет взаимосвязь между собой, описать на примере это можно так.

1) Если при всех установленных настройках получается что работа отопления возможна, то включается дополнительное реле К2, которое может блокировать включение дополнительных приборов обогрева, которые не имеют приоритет обогрева перед отоплением от ТА-2, это может быть, например газовый котел, или электро тэны.

2)Датчик комнатной температуры, если ниже* 21°C , программа разрешает Ц.Насосу Р4 отбор теплоносителя из ТА-2.

3)Температура теплоносителя в ТА-2 не меньше чем* 30°C, программа разрешает Ц.Насосу Р4 отбор теплоносителя из ТА-2.

4)Программа управляет температурой системы подмеса, через  трехходовой кран, установленная температура теплоносителя (см. п. 11.6)  , более чем* 40°C из ТА-2, не поступает в СО.

5)Комнатная температура меньше чем* 21°C в ТА-2 меньше чем  30°C, дополнительное реле К2  отключается и таким образом программа разрешает включение дополнительных приборов отопления (газовый котел, или электро тэны)

6) Температурный режим в помещении по суточному расписанию.

(* примечания  отмеченные  *, предполагают, что эти параметры, каждый пользователь выбирает на свое усмотрение…).

 меню13

13. Меню просмотра-контроля работы ШД в узле подмеса теплоносителя (Регулировка теплоносителя ШД происходит только при включенном Р4 и К2

 меню17

17. Настройка параметров АЦП. Может понадобиться при разбросе параметров магазина сопротивлений, для корректного включения профилей от переключателя S-1.

Немного дополнительной информации, о переключателе профилей, и датчиках.

 так как в программе это просто показометр, ни к каким функциям программы он не привязан, поэтому к нему и нет особенных требований, а раз нет требований, можно все сделать из подручных средств.

В данном случае, был взят фотоэлемент (маленькая солнечная батарейка) , подойдет от любого калькулятора.

 1 2 Детектор для обнаружения утечки газа на Arduino: схема и программа

Прикреплено герметиком к «держателю»

 3

Накрыто куском матового стекла

Детектор для обнаружения утечки газа на Arduino: схема и программа 

И загерметизировано окончательно.

Потом еще обклеил этот держатель алюминиевым скотчем (доп.защита пластмассы от ультрафиолета),

 и установил датчик на коллектор в южном направлении,

Детектор для обнаружения утечки газа на Arduino: схема и программа

и все,

с этим показометром теперь веселей :).

 

 в функциях программы участия не принимает, значит просто электронный показометр для хобийного интереса.

Хотя тут тоже такое дело, покупать такую штуку расходомер из интереса, не совсем по феншую, так как стоит в продаже эта специальная деталька нормально.

Давно для экспериментов был куплен новый бытовой счетчик  (если у вас нет «давнокупленного» такого счетчика, то все равно, тут как ни считай выгодней купить на рынке новый или Б/У, для хобийного интереса это более приемлемо).

Когда имеется такой счетчик, его нужно немного модернизировать до электронного датчика протока,
модернизация состоит в “прикручивании” датчика холла А3144.
Процесс как бы простой, но в тоже время не очень все просто.
Дело в том, что от встроенного в счетчик магнита, который передает движение на счетный механизм, оказалось недостаточно магнитного поля, чтобы срабатывал датчик холла.
Пришлось дополнительно подпиливать неодимовый магнитик из сидирома, надев его на “сухую” ось от крыльчатки

1 2 Детектор для обнаружения утечки газа на Arduino: схема и программа

ОН хоть и неодимовый, но по мощности маловат, потому как пришлось датчик холла, через прорезь очень вплотную придвигать к этому магниту (зазор буквально 0.5 – 0.8 мм)
Потом все закрепил на авто герметик (на китайский клей нельзя, теплоноситель в какой то момент может быть очень горячим)

3 

В результате нормально получилось, 25 импульсов на литр,  для показометра это очень хорошо.

Конечно по большому счету,   этот узел, возможно будет работать в системе не всегда, нужен он будет только при запуске и настройки системы, потом от него толка немного.
Показания могут быть интересны при настройке регулировке системы, для повседневного использования, этот узел специально может быть  отсечен кранами.

 sh4      5

При неисправности любого из подключенных датчиков температуры DS18b20, активируется функция включением пункта 8.3, при неисправности включается выход SL8и звучит зуммер Ds-3прерывистым сигналом , на экране появляется  надпись в инверсии «ERROR DS18b20»

Сигнализация от реле давления, активируется включением пункта 8.3, при сработке датчика включается выход SL8и звучит зуммер Ds-3прерывистым сигналом , на экране появляется  надпись в инверсии «УТЕЧКА»

Достижение установленного порога температуры по фанко́йлу (см. п. 3.5), активируется включением пункта 8.4, при включении фанко́йла , включается выход SL8и звучит зуммер Ds-3прерывистым сигналом , на экране появляется  надпись в инверсии «ФАНКОЙЛ»

 solar

Печатная плата блока управления

 P_svk

Печатная плата силовой части и реле

2 

Фьюзы

 fuse1 fuse2

fuse3

Прошивка, файл печатной платы и проект протеуса использованный при написании программы, в архиве.

Форум с одноименной темой.

На главную

Оцените статью
Анемометры
Добавить комментарий

Adblock
detector