P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W
Dział "Projekty Czytelników" zawiera opisy projektów nadesłanych do redakcji EP przez Czytelników. Redakcja nie bierze
odpowiedzialności za prawidłowe działanie opisywanych układów, gdyż nie testujemy ich laboratoryjnie, chociaż
sprawdzamy poprawność konstrukcji.
Prosimy o nadsyłanie własnych projektów z modelami (do zwrotu). Do artykułu należy dołączyć podpisane oświadczenie,
że artykuł jest własnym opracowaniem autora i nie był dotychczas nigdzie publikowany. Honorarium za publikację
w tym dziale wynosi 250,- zł (brutto) za 1 stronę w EP. Przysyłanych tekstów nie zwracamy. Redakcja zastrzega sobie
prawo do dokonywania skrótów.
Termostat cyfrowy
Projekt
PoczÄ…tkowo termostat
został zaprojektowany 064
z myślą o utrzymywaniu
stałej temperatury
w akwarium o pojemności
400l. Mimo łe nie posiadał
mołliwości zmiany nastaw
bez zmiany oprogramowania
procesora, oddawał znaczne
usługi. Zapewniał rybom
wiÍkszy komfort Å‚ycia,
oszczÍdzajÄ…c przy okazji
znaczne ilości energii
elektrycznej. Koszt budowy
zwrÛciÅ‚ siÍ w ciÄ…gu paru
miesiÍcy, a dodatkowe
funkcje zaowocowały
zwiÍkszeniem
bezpieczeÒstwa mieszkaÒ
sÄ…siadÛw. Jednak Å‚ycie
wymusiło na konstruktorze
stworzenie urzÄ…dzenia
I tak powstała wersja w warunkach amatorskich jest temu. Miganie komunikatu
bardziej uniwersalnego,
urzÄ…dzenia, ktÛrÄ… mam za- duÅ‚a. Po prostu ukÅ‚ad dziaÅ‚a spowodowane jest pracÄ…
z mołliwością
szczyt przedstawiĘ Czytelni- od pierwszego włączenia. układu kontroliczasu przez
przystosowania do pracy
kom EP. Jest to tani, prosty procesor opartego na prze-
w rÛÅ‚nych Å›rodowiskach.
w budowie i uruchomieniu, Opis działania rwaniach.
a jednocześnie funkcjonalny termostatu - I2CE - brak, uszkodzenie
termostat cyfrowy. DziÍki za- Schemat elektryczny ter- pamiÍci US2, uszkodzenie
stosowaniu mikroprocesora mostatu przedstawiono narys. nastaw(bÅ‚Ä…d CRC),zakÅ‚Ûce-
firmy ATMEL 89C2051i czuj- 1. Po włączeniu zasilania nia naszynieI2C. Powoduje
nika temperatury firmy Dal- ukÅ‚ad US3 generuje sygnaÅ‚ ze- wpisanie do rejestrÛw ter-
las DS1820 powtarzalnośĘ rujący dla procesora. Zastoso- mostatu nastawfabrycznych
parametrÛw ukÅ‚adu, nawet wany kontroler napiÍcia zawartych w pamiÍci pro-
sprawdza siÍ rÛwnieÅ‚ przy gramu procesora. Dodatko-
chwilowychìprzysiadachî na- wo stan taki sygnalizowany
Dane techniczne:
piÍcia w sieci energetycznej, jest naprzemiennym wy-
napięcie zasilania: 220V/50Hz;
spowodowanych zakÅ‚Ûceniami Å›wietlaniem dziesiÍtnych
pobór mocy: ok. 1,5VA;
na liniach 110kV, zapobiega- czÍÅ›ci oC i literki ìFî na
obciążalność wyjścia 1A AC;
zakres pomiarowy: jÄ…c skutecznie ìzawieszaniuî ostatniej pozycji wyÅ›wietla-
0..120oC z rozdz. 0,1oC;
siÍ programu i przypadkowym cza w czasie wyÅ›wietlania
zakres nastawy regulacji
wpisom do nieulotnej pamiÍci temperatury. BÅ‚Ä…d moÅ‚e wy-
temperatury (toFF): 0..102,3oC co
nastaw (EEPROM). stÄ…piĘ rÛwnieÅ‚ podczas
0,1oC;
histereza regulacji (hiSt): Procesor rozpoczynajÄ…c utrwalania nastawz klawia-
0..25,5oC co 0,1oC;
pracÍ ustawia odpowiedniere- tury.
zakres nastawy sygnalizacji
jestry, tryby pracy timerÛw - Err1 - brak, uszkodzenie
temperatur minimalnej (t Lo)
i systemu przerwaÒ. Wykonu- czujnika temperatury,
0..102,3oC co 0,1oC;
zakres nastawy sygnalizacji je rÛwnieÅ‚ kilka testÛw we- zwarcie przewodÛw Å‚Ä…czÄ…-
temperatury maksymalnej (t hi)
wnÍtrznych i odczytuje nasta- cych czujnik z termostatem
0..102,3oC co 0,1oC;
wy z pamiÍci US2 poprzez (brak impulsu obecnoÅ›ci).
zakres kalibracji błędu (CAL)
szynÍ I2C. Negatywny wynik WystÄ…pienie bÅ‚Ídu podczas
-12,8..+12,7oC co 0,1oC;
dÅ‚ugość przewodu Å‚Ä…czÄ…cego testÛw przedstawiany jest na kolejnych dziesiÍciu po-
czujnik z termostatem
wyÅ›wietlaczu: miarÛw powoduje zabloko-
maks. 30..40m;
- ErrF - bÅ‚Ä…d CRC pamiÍci wanie sterowania i usta-
częstotliwość wykonania pomiarów
programu procesora. Powo- wienie przekaünika wy-
temperatury: 1 pomiar/2 sekundy;
tryb pracy: ogrzewanie. duje zatrzymanie pracy sys- jÅ›ciowego w stanìwyÅ‚Ä…czo-
Elektronika Praktyczna 7/99
85
P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W
Rys. 1.
nyî do czasu ustania przy- zablokowanie sterowania zamierzonej temperatury i litery ìhî na ostatniej po-
czyny bÅ‚Ídu. BÅ‚Ä…d moÅ‚e i ustawienie przekaünika z wartoÅ›ciami zadanymi, zycji wyÅ›wietlacza w cza-
wystÄ…piĘ rÛwnieÅ‚ podczas wyjÅ›ciowego w stan ìwyÅ‚Ä…- przeglÄ…danie klawiatury i ob- sie wyÅ›wietlania tempera-
normalnej pracy. czonyî doczasu odczytania sÅ‚uga wyÅ›wietlaczy. tury. WyjÅ›cie - przycisk
- Err2 - bÅ‚Ä…d CRC danych od- danych poprawnych pod Zmiany nastaw moÅ‚emy ìWyî.
czytanych z czujnika tem- wzglÍdem CRC. BÅ‚Ä…d moÅ‚e dokonaĘ za pomocÄ… rozwija- - toFF - wejÅ›cie w nastawÍ
peratury. WystÄ…pienie bÅ‚Í- wystÄ…piĘ rÛwnieÅ‚ podczas nego menu (rys. 3). przycisk; ìWeî, wyÅ›wiet-
du podczas kolejnych dzie- normalnej pracy. Program NaciÅ›niÍcie przycisku lacz: zawartośĘ rejestru,
siÍciu pomiarÛw powoduje przedstawia siÍ rÛwnieÅ‚ ìWeî powoduje wejÅ›cie do przyciski ìGÛraî, ìDÛÅ‚î
wersjÄ… oprogramowania menu. Za pomocÄ… przyciskÛw zmiana zawartoÅ›ci rejestru.
w przypadku modelu - ìGÛraî, ìDÛÅ‚î, moÅ‚emy wy- Jest to nastawa temperatury
u1.10. braĘ jeden z parametrÛw: wyÅ‚Ä…czenia urzÄ…dzenia ste-
Po testach wyko- - odc. n - wykonanie przy- rowanego.
nywana jest gÅ‚Ûwna cisk ìîWeî, wyÅ›wietlacz: WyjÅ›cie przycisk ìWyî.
czÍśĘ programu, to -odc. Powoduje przepisanie - hiST - wejÅ›cie w nastawÍ
jest pomiar tem- do rejestrÛw dostÍpnych przycisk ìWeî, wyÅ›wiet-
peratury co 2s, z klawiatury aktualnie obo- lacz: zawartośĘ rejestru,
porÛwnanie wiÄ…zujÄ…cych nastaw. Prze- przyciski ìGÛraî, ìDÛÅ‚î
pisanie nastaw nastÍpuje zmiana zawartoÅ›ci rejestru.
rÛwnieÅ‚ automatycznie po Jestto nastawa histerezyre-
wykryciustanu bezczynnoÅ›- gulacjitemperaturyzgodnie
ci klawiatury przez 60s, po- ze wzorem:
wodując jednocześnie po- t on=toFF-hiSt,gdziet on
wrÛt ukÅ‚adu do wyÅ›wietla- temperatura zaÅ‚Ä…czenia urzÄ…-
nia temperatury. Wyjście dzenia sterowanego. Wyjście
przycisk ìWyî. przycisk ìWyî.
- t hi - wejÅ›cie w nastawÍ - t lo - wejÅ›cie w nastawÍ
przycisk ìWeî, wyÅ›wiet- przycisk ìWeî. Podobnie
lacz: zawartośĘ rejestru, jak t hi dotyczy tylko tem-
przyciski ìGÛraî, ìDÛÅ‚î peratury minimalnej. Od-
zmiana zawartoÅ›ci rejest- pad kryterium po osiÄ…gniÍ-
ru. Jest to nastawa tempe- ciu temperatury t on. Syg-
ratury maksymalnej, przy nalizacja literkÄ… ìLî. Wyj-
ktÛrej nastÄ…pi zaÅ‚Ä…czanie Å›cie przycisk ìWyî.
sygnalizacji akustycznej. - CAL - wejÅ›cie w nastawÍ
Sygnalizacja stanu przez przycisk ìWeî, wyÅ›wiet-
naprzemienne wyświetla- lacz: zawartośĘ rejestru,
nie dziesiÍtnych czÍÅ›ci oC przyciski ìGÛraî, ìDÛÅ‚î
Elektronika Praktyczna 2/98
Elektronika Praktyczna 7/99
86
P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W
WYKAZ ELEMENTÓW
Rezystory
R1, R10: 1k&!
R2, R3: 3k&!
R4: 390&!
R5, R6, R7, R8: 4,7k&!
R9, R11, R12: 2,7k&!
R13..R20: 220&!
R21: 20k&!
R22: 10k&!
Kondensatory
C1, C2: 33pF
C3, C5, C6, C7, C8, C9,
C10, C11, C12, C13, C17:
100nF/63VMKT
C14: 10µF/35V tantalowy
C15: 2200µF/16V
C16: 220µF/6,3V tantalowy
C4: 1µF/25V: tantalowy
Rys. 2.
Półprzewodniki
D1..D4: dowolne małej
mocy diody krzemowe
zmiana zawartości rejestru. osoby niepowołane (nale- nie nastaw wprowadzonych
D5: dioda Zenera 5,6V
Nastawa umołliwiająca ły ustawiĘ wartośĘ 65 uprzednio z klawiatury.
D6...D9: 1N5819
ustawienie dokÅ‚adnoÅ›ci po- przed kaÅ‚dym utrwalaniem WyjÅ›cie przycisk ìWyî.
D10: 1N4148
miaru temperatury przez nastaw). Wyjście przycisk Opuszczenie menu przy-
T0: transoptor CNY17-2
termostat. WyjÅ›cie przycisk ìWyî. cisk ìWyî. Na wyÅ›wietlaczu
T1..T4: BC557B
ìWyî. - utr.n - wykonanie przycisk zapalone tylko punkty dzie-
T5..T7: BC547B
- CodE - wejÅ›cie w nastawÍ ìWeî, wyÅ›wietlacz: -utr siÍtne do czasu pomiaru tem-
US1: AT89C2051
przycisk ìWeî, wyÅ›wiet- w przypadku poprawnego peratury lub po czasie 60s od
zaprogramowany
lacz: zawartośĘ rejestru, wykonania polecenia, wykrycia stanu bezczynności
US2: 24C02
przyciski ìGÛraî, ìDÛÅ‚î a ErrC w przypadku poda- klawiatury.
US3: TL7705
zmiana zawartoÅ›ci rejest- nia bÅ‚Ídnego kodu zabez- Wszystkiezmiany w rejes-
US4: 74LS164
ru. Kod zabezpieczajÄ…cy pieczajÄ…cego lub I2CE - trach t hi, toFF, hiSt, t lo,
US5: 7805
przed zmianÄ… nastaw przez patrz opis testÛw. Utrwale- CAL obowiÄ…zujÄ… dopiero po
US6: DS 1820
utrwaleniu. Klawiaturajestty-
pu ìzegarkowegoî, z automa- DL1..DL4: wyÅ›wietlacze
siedmiosegmentowe
tycznym powtarzaniem po
wspólna anoda dowolny
dłułszym przytrzymaniu
typ
przycisku. Kasowanie sygna-
Różne
lizacji akustycznej nastÍpuje
Q1: rezonator kwarcowy
przez naciÅ›niÍcie dowolnego
12MHz
przycisku. Wyświetlanie tem-
SW1..SW2: przyciski
peratury mierzonej sygnalizo-
monostabilne, zwierne
wane jest miganiem segmentu
dowolny typ
ìFî na pierwszej pozycji wy-
F1: bezpiecznik 160mA
świetlacza w takt wykonywa-
F2: bezpiecznik 1A
nych pomiarÛw. ZaÅ‚Ä…czenie
TR1: transformator sieciowy
przekaünika wyjÅ›ciowego syg-
TS 3/8/676
nalizowane jest świeceniem
PU1: przekaz
nik RM 96Z 12V
punktu dziesiÍtnego na ostat-
DC
niej pozycji wyświetlacza. Ob-
Z1, Z2: złącze ARK 3
liczanie temperatury i porÛw-
Z3: złącze ARK2
nanie z wartościami zadany-
BZ1: dowolny sygnalizator
mi realizowane jest z roz-
piezoelektryczny z własnym
dzielczością 0,01oC.
generatorem na napięcie
MaÅ‚a pojemnośĘ pamiÍci
pracy 5..12V DC.
programu w procesorze
89C2051 powoduje, łe odpo- jako 0.0oC. ObciąłalnośĘ wyj-
wiedzialnośĘ za prawidÅ‚owe Å›cia moÅ‚na zwiÍkszyĘ po-
nastawienie termostatu spo- przez wymianÍ bezpiecznika
czywa na ułytkowniku. Nale- F2 i pogrubienie ściełek
Å‚y pamiÍtaĘ aby: w obowodzie przekaünika
t hi>toFF>t on>t lo. Symbol i złączy.
temperatury T zmieniono na Oprogramowanie dla ter-
t ze wzglÍdu na wiÍkszÄ… czy- mostatu napisano w asemble-
telnośĘ na wyświetlaczu sied- rze. DługośĘ kodu wynikowe-
miosegmentowym. Tempera- go 2043B.
tury ujemne wyświetlane są Michał Cuprych
Rys. 3.
Elektronika Praktyczna 7/99
87