Cat_ch_4060_01На плате ch-4000 очень легко собрать устройство регулятора температуры и влажности. Датчик DHT11  самый недорогой вариант для создания такого устройства, правда точность его не велика, но для бытовых устройств он даже неплох.

Сразу перейдем к схеме регулятора

Cat_ch_4060_06

 

Печатную плату ch-4000ch4000_01

 

её на сегодня (05/16) еще можно приобрести в Вороне  http://voron.ua/catalog/017464 .

Никаких особенностей в схеме нет, с резистором R2 = 5.1k можно удалить датчик от регулятора до 20 метров, это конечно не 300 метров как для DS18B20, но для домашней автоматики вполне приемлемо. В этом регуляторе применен микроконтроллер PIC16F1509-SSOP — выбор его обусловлен в первую очередь низкой ценой и новыми уникальными возможностями. Что естественно точность регулирования составит +/-1 градус или 1% влажности (боле точное регулирование возможно на датчике AM2302, но это будет описано позже).


Схема в pdf 

Icon

ch-4060 - регулятор температуры и влажности на датчике DHT11 - схема 51.40 KB 136 downloads

ch-4060 - регулятор температуры и влажности на датчике...


Немного по работе с датчиком  DHT11.

Более детальное описание можно найти в разделе библиотека. Здесь приведем основные параметры работы датчика. Период чтения рекомендуется делать равной 1 секунда, его можно и более чаще опрашивать, но возможен вариант получения не корректных данных.

Период опроса:

Cat_ch_4060_03

Длительность импульса инициализации:

Cat_ch_4060_02

Основные параметры длительность импульса преамбула, длительность «0» и «1»:

Cat_ch_4060_04

Длительность пакета передачи данных:

Cat_ch_4060_05


Как всегда в регулятор имеет 4 канала регулирования. Регулировка температуры или влажности выбирает пользователь. Т.е. можно сделать максимум 4 режима регулировки влажности или температуры или любые комбинации с 4 регуляторами.

Индикация регулятора оставлена с значением 1 десятую величины, т.е. хоть и датчик не может показывать десятые доли градуса, значение на индикаторе для , например, 22 грд Цельсия будет иметь вид 22,0. Это оставлено для совместимости для работы с датчиком AM2302.

Сравнение параметры датчиков
Название DHT11 DHT22, AM2302
Температура 0 — +50 °C -40 — +80 °C
Влажность 20-90% 0-100%
Абсолютная точность ± 5% ± 2%
Cтабильность ± 1% ± 1%
Долгосрочная стабильность ±1% в год ±0.5% в год

cat-DHT11_1cat-DHT22_1


Проблемы устройств с динамической индикацией.

Микроконтроллер занимается созданием на индикаторе изображения, для этого он использует прерывания от таймера, чтобы с заданным временем переключать индикацию на разрядах. Т.е. При выполнении основной программы контроллер прерывает её выполнение и переходит на переключение индикации. При получении данных от датчика, данные передает сам датчик и передает асинхронно, необходимо все внимание уделить получению данных, но если при это создается условие для формировании индикации, то в зависимости от приоритета будут возникать дефекты в индикации или потеря данных при приеме информации. Какой тогда выход?

В нашем варианте необходимо синхронизировать чтение с датчика с разверткой индикации. Минимальная скорость развертки должна быть 50 Гц. Для 4 разрядов это 200 Гц (я в своих конструкциях применяю от 100 до 200, но в этом варианте пришлось опуститься до минимума). Для 4 разрядного индикатора длительность «горения» одного разряда приблизительно 4,9 мс, это как раз выше времени передачи данных с датчика, которая может доходить до 4.2 мс.

Cat_ch_4060_061

Необходимо прием данных поместить в период между прерываниями индикации.

Cat_ch_4060_08

Для этого надо понимать, что данные с датчика имеют длительность от 3,9 до 4,2 мс в зависимости от температуры окружающей среды. Импульс инициализации датчика в расчет не берем. После этого импульса надо произвести синхронизацию развертки. Это позволит минимизировать искажение индикации при чтении данных с датчика, а с другой стороны даст возможность получить корректно данные.

Дугой вариант применить микроконтроллер (например из серии PIC18/24…) который имеет большую тактовую и более шустрый который может обработать прерывания по индикации за более короткое время и успеет нормально измерять длительность битов получаемых с датчика, но тут сразу стоимость микроконтроллера возрастет в 2 — 4 раза…


Назначение органов управления.

Cat_ch_4060_56

Cat_ch_4060_57

 

—  выбор следующей функции, переключение режима индикации

Cat_ch_4060_58

 

— выбор предыдущей функции, просмотр аварий

Cat_ch_4060_59

 

— вход в режим программирования, переход на уровень ниже, выбор параметра функции

Cat_ch_4060_60

 

— выход из режима программирования, переход на уровень выше, выход из параметр функции, просмотр номера телефона сервисного центра


Работа регулятора.

После подаче питания, на индикатор в режиме бегущей строки выводиться тип регулятора и версия ПО.

Потом будет показано с каким датчиком настроен регулятор для работы. DT22 или AM2302

Cat_ch_4060_13

DT11

Cat_ch_4060_14

После чего будет выполнено считывание данных с датчика и показана измеренная температура и влажность. Будет сначала показана измеренная температура, сначала символ индикации:

Cat_ch_4060_15

а затем температура:

Cat_ch_4060_16

символ индикации влажности:

Cat_ch_4060_17

измеренная влажность:

Cat_ch_4060_18

По умолчанию после включения на индикаторе измеренная влажность. Если настроена функция ручной индикации, то нажатием на клавишу «<» можно переключать режим индикации с влажности на температуру и обратно.

Регулятор может находиться в двух режимах режим индикации температуры и влажности и режим настройки. Регулирование выполняется постоянно независимо в каком режиме находиться регулятор.

Функции кнопок в режиме индикации
Клавиша Функция
< Переключение индикации температура/влажность
> Просмотр/сброс аварий
Вход в режим настройки
Просмотр телефона сервисного центра

Все сообщения которые длиннее 4 символов будут выведены на индикатор в виде бегущей строки к этому также относиться и индикация телефона сервисного центра. При отключении датчика от регулятора на индикаторе будет сообщение:

Cat_ch_4060_19

При подключении датчика работа регулятора будет восстановлена.


Настройка регулятора.

Логика доступа к настройкам регулятора построена на несколько уровней. На самом вернем уровне это режим индикации (и регулирования). Функции настройки регулятора расположены на трех нижних уровнях. Для перехода между уровнями используется кнопки «» и «» . В зависимости от настройки регулятора, доступ к первому уровню (U1), может быть без пароля (настройка по умолчанию).

Для перехода в режим настройки необходимо нажать клавиши «+» (движение вниз по уровням).  На индикаторе будет символ:

Cat_ch_4060_20

Каждый уровень будет отмечаться символами U1, U2, U3. Для просмотра функций расположенных на текущем уровне используйте клавиши «<» и «>«. На первом уровне доступны функции порогов регулировки регуляторов. В зависимости от того, как настроем модуль он может регулировать функцию влажности или температуры. При нажатии на клавиши «<» или «>» можно по кругу просматривать все функции на выбранном уровне.

Cat_ch_4060_21 Cat_ch_4060_22 Cat_ch_4060_23 Cat_ch_4060_24

Для выбора параметра необходимо выбрать функции и нажать клавишу ««. Вы войдете в режим настройки параметра, по умолчанию вы увидите значение 25,0, если модуль регулятора настроен для регулировки температуры, то это значение в градусах Цельсия, если модуль регулятора настроен для регулировки влажности, то это значение в процентах относительной влажности воздуха.Cat_ch_4060_25

Нажатием на клавиши «<» и «>» можно изменить порог регулировки параметра. ОБРАТИТЕ внимание, если модуль регулятора отключен, изменить параметры нельзя! Для выхода из режима настройки параметра нажмите клавишу «» или ««. Для включения модуля регулятора в работу необходимо опуститься на уровень 2. Для этого (если вы находитесь на уровне 1 необходимо выбрать символ уровня U1 и нажать на клавишу ««

Доступ к уровню 2 и 3 всегда защищен паролем, поэтому после нажатия на клавишу «» вам будет предложено ввести пароль и вы уведите надпись:Cat_ch_4060_26Нажмите еже раз клавишу ««, вы увидите приглашение ввода пароля:Cat_ch_4060_27

Пароль состоит из 4 символов, символ может иметь значение от 0-9 и буквы ABCDEF. Логика ввода пароля следующая, точка в разряде указывает на позицию в которой вводиться символ. Позицию можно изменить нажатием на клавишу  «>» (движение по кругу). Для ввода символа используется клавиша «<«. При нажатию на клавишу последовательно будут перебираться символы в описаном выше порядке (тоже все будут по кругу). По умолчанию регулятор содержит следующие пароли:

Пароли
0123 Пароль 1 уровня
1111 Резервный пароль 1 уровня
73a2 пароль 2 уровня
adec  пароль 3 уровня
2802 мастер пароль (позволяет получить доступ к любому уровню)

Вводим пароль для доступа ко второму уровню:

Cat_ch_4060_28

После ввода верного пароля, при нажатии на клавишу  «>» на дисплее будет выведено сообщение пароль деактивирован (доступ получен).Cat_ch_4060_29Нажмите клавишу  «» для перехода на уровень ниже, в нашем варианте это будет уровень 2. Cat_ch_4060_30

На втором уровне доступны следующие функции:

Функции уровня 2
Символ Функция
Cat_ch_4060_31 Режим индикации. 
Cat_ch_4060_32 Настройка режима работы модуля регулятора 1
Cat_ch_4060_33 Настройка режима работы модуля регулятора 2
Cat_ch_4060_34  Настройка режима работы модуля регулятора 3
Cat_ch_4060_35  Настройка режима работы модуля регулятора 4
Cat_ch_4060_36  Настройка гистерезиса модуля регулятора 1
Cat_ch_4060_37  Настройка гистерезиса модуля регулятора 2
Cat_ch_4060_38 Настройка гистерезиса модуля регулятора 3
Cat_ch_4060_39 Настройка гистерезиса модуля регулятора 4
Cat_ch_4060_40 Таймер повторного включения нагрузки
Cat_ch_4060_41 Функция блокировки одновременного включения нагрузок
Cat_ch_4060_42 Деактивация пароля, доступа к уровню 1

Режим индикации.

Регулятор позволяет каждые 5 секунд периодически показывать, то температуру, то влажность. Если вам интересен такой режим, то его можно включить переведя функцию в состояние «AU». Если вам необходимо, чтобы вы могли видеть только температуру или влажность установите параметр в положение «ru».

Настройка режима работы модуля регулятора.

Каждый модуль регулятор может быть находиться в одном из 5 состояний:

Режимы работы модуля регулятора
Cat_ch_4060_43 Регулятор отключен
Cat_ch_4060_44 Режим нагрев
Cat_ch_4060_45 Режим охлаждения
Cat_ch_4060_46 Режим осушения
Cat_ch_4060_47 Режим увлажнения

Настройка гистерезиса модуля регулятора.

Гистерезис позволяет устранить хаотическое переключение управляющего элемента (клапана, нагревателя) при переходе параметра через уровень задания. Гистерезис позволяет удалить уровень включения и выключения на заданную величину.  Значение по умолчанию 1,0. Минимальное значение 0,0. максимальное значение 10,0.

Таймер повторного включения нагрузки.

Эта функция актуальна только для режима охлаждения. Если предполагается для управления охлаждением использовать управления компрессором, то повторенное включение допустимо, только через опредмеченное время, необходимое для понижения давления до необходимого уровня при котором компрессор может повторно быть включен. Это время задается в секундах. Значение по умолчанию 30. Минимальное значение 0. максимальное значение 255.

Функция блокировки одновременного включения нагрузок

В реальной жизни одновременное включение нескольких исполнительных устройств может вызвать значительные помехи в электросети и что бы этого избежать, желательно избегать одновременного из включения. В регуляторе есть 4 модуля которые работают независимо. Поэтому вероятность когда два и более нагрузок могут быть одновременно включены довольно высока. Для этого можно активировать такую функцию, она следит, что бы включения нагрузок выполнялось только через определенное время. Значение по умолчанию Disb — отключено. Состояние — EnAb — включено.

Деактивация пароля, доступа к уровню 1

При необходимости можно запретить доступ к уровню 1. Для этого необходимо изменить параметр на EnAb — включено. Значение по умолчанию Disb — отключено.

На третьем уровне доступны следующие функции:

Cat_ch_4060_48

На третьем уровне доступны системные функции которые влияют глобальные параметры регулятора из следует изменять понимаю суть этих функций.

Функции 3 уровня
Cat_ch_4060_49 Включение, выключения таймера технического обслуживания
Cat_ch_4060_50 Период таймера ТО
Cat_ch_4060_51 Пароль первого уровня
Cat_ch_4060_52 Задание телефона сервисного центра
Cat_ch_4060_53 Выбор типа подключенного датчика
Cat_ch_4060_54 Коррекция показаний температуры
Cat_ch_4060_55 Коррекция показаний влажности
Cat_ch_4060_61 Востановление заводских настроек

Включение выключения таймера технического обслуживания

Работа оборудования подразумевает, о необходимости периодично выполнять обслуживание, обслуживание предназначено для предотвращения поломки оборудования и выявления на ранней стадии неисправности. При активации таймера ТО, после указанного периода работа регулятора будет приостановлен и возобновление работы возможно только после проведения ТО. Для  перезапуска таймера необходимо изменить период ТО. Значение по умолчанию отключено.

Период таймера ТО

Период задается в диапазоне от 30 до 255 дней.

Пароль первого уровня

По умолчанию значение 0123. Допустимое значение от 0001 до FFFF.

Задание телефона сервисного центра

При необходимости можно запрограммировать телефон сервисной службу, куда можно позвонить в случае неисправности или при возникновении вопросов.

Выбор типа подключенного датчика

Регулятор может работать с нескольким типом датчиков DHT11/DHT22/AM2302. Для работы с датчиком DHT11 необходимо установить параметр dt11, для работы с датчиками DHT22/AM2302 — параметр dt22.

Так как точность датчиков DHT11/DHT22/AM2302 желает лучшего, то дополнительно были добавлены две функции которые позволяют корректировать показания измеренных параметров.

Коррекция показаний температуры

Эта функция позволяет с корректировать показания температуры измеренной датчиком. Значение по умолчанию 0. Максимальное значение 12,7 грд, минимальное -12,7 грд.

Коррекция показаний влажности

Эта функция позволяет с корректировать показания влажности измеренной датчиком. Значение по умолчанию 0. Максимальное значение 12,7 %, минимальное -12,7 %.

Восстановление заводских настроек

Эта функция предназначена для возврата всех настроек по умолчанию (заводские настройки).


Файлы для загрузки

Бета версия — 0.1

Прошивка 

Icon

ch-4060 - регулятор температуры и влажности на датчике DHT11/DHT22/AM2302 - прошивка 11.03 KB 96 downloads

ch-4060 - регулятор температуры и влажности на датчике...

Проект MPLABX-v3.30, компилятор xc8-v1.37  

Icon
Login Required Message:

ch-4060 - регулятор температуры и влажности на датчике DHT11/DHT22/AM2302 - проект 1.17 MB 2 downloads

ch-4060 - регулятор температуры и влажности на датчике...


Релиз.

Было несколько идей как совместить чтение с датчика и индикацию, на микроконтроллере с малой тактовой частотой, что бы они не мешали друг другу. Идея заключается, что бы формировать окончание импульса синхронизации в момент смены индикации, чтобы было время сосчитать данные. При этом развертку пришлось уменьшить до 200 гц, чтобы получить 50 герц (на 4 разрядном индикаторе).

В релизе реализован вариант когда начало формирования импульса инициализации синхронизировано с началом развертки, а длительность подобрана чтобы заканчивалась на моменте смены индикации и тогда времени более чем достаточно, чтобы прочитать данные с индикатора не нарушая индикацию.

По умолчанию установлено работа с датчиками DHT22/AM2302.

Icon

ch-4060 - регулятор температуры и влажности на датчике DHT11/DHT22/AM2302 - прошивка v 1.0 11.20 KB 98 downloads

ch-4060 - регулятор температуры и влажности на датчике...


Cat_ch_4060_62


Продолжение возможно….

Cat_ch_4060_12

Tagged with →  
Share →
Translate »

Copyright © Catcatcat 2013-2017. Все права защищены.
Копирование разрешается только с указанием активной ссылки на правообладателя.

e-mail: catcatcat.electronics@gmail.com