Сумеречное реле

By catcatcat On 20/03/2013 · Add Comment

Реле управления освещением, датчик день-ночь – одним словом фотореле для управления освещением или формирования сигнала для системы умный дом о понижении или повышении освещенности относительно заданного уровня. Реле выполнено по классической схеме, конденсаторный блок питания, от сети переменного тока 220 вольт. Реле на 24 вольта – чтобы уменьшить ток потребления устройством. Все новшество заключается в применении PIC-контроллера. Это дало минимальное количество внешних компонентов, что ускоряет и упрощает сборку, а также дополнительные функции в работе.

Классическое реле на операционных усилителях в основном обеспечивают одну функцию это гистерезис включения ( и то не всегда). Контролер позволяет добавить еще пару функций которые необходимы в работе сумеречного реле.

Функция задержки включения и выключения освещения.

Если уровень освещенности понизился до уровня включения, в контроллере активируется таймер, например, на 2 минуты. После истечения времени если уровень освещенности соответствует уровню включения, то освещения включается, иначе ждем пока уровень освещенности не будет стабильно низким. Таймер позволяет например, избавиться от эффекта “автомобильных фар” – когда рекламщикам приходиться устанавливать датчик освещенности так, чтобы свет от автомобильного транспорта не выключал рекламу.

Функция экономии электроэнергии.

В наше время, это очень необходимый компонент. Пример на освещении рекламных щитов. Когда вечером включилась реклама, то реально она эффективна до полуночи. Потом резко эффективность падает – смотреть практически некому. Далее её необходимо включить под утро. Такое управление возможно более дорогими таймерами реального времени с датчиком освещенности. Но некоторую функцию мы можем и организовать и в нашем варианте. При включении освещения запускается таймер на 5 часов. По окончанию работы этого таймера освещение выключается. И запускается таймер ожидания на 5 часов. Естественно если это летний период, то реклама будет гореть только вечером, а зимой когда “утро еще темное” будет включаться еще и под утро. Эффективность такой работы приблизительно в 50% экономии потребляемой электроэнергии.

Ниже будут предоставлены прошивки программ для всех вариантов сумеречного реле, чтобы удовлетворить все вкусы.

Печатная плата.

sure_01

приобрести в магазине Ворон.

Плата предназначена для монтажа в корпус

Полная схема. (На практике используется только частично)

Выход реле выполнено в виде “сухого” контакта, это сделано, что было можно применять данное устройство, для систем домашней автоматики (“Умного дома”).

Монтажная схема платы.

Обратите внимание!! на самой печатной плате ошибка в маркировке резистора R2 и C1 они перепутаны местами (на картинке маркировка исправлена).

Схема используемая для сборки проекта.

Схема элементарно проста, на один вход контроллера AN1 приходит напряжение с потенциометра, которым задается порог освещенности. На второй AN0 напряжение с делителя выполненного их фоторезистора и резистора R9. Программа контроллера сравнивает значение на этих входах и в зависимости от заложенной в ней логике управляет реле.

Перечень элементов необходимых для монтажа сумеречного реле.


Наименование	Типоразмер	Тип (замена)	Количество	Примечание
Печатная плата		CH-SR_08	1
Печатная плата с микроконтроллером			1	версия 2.0
Фоторезистор	hole 2.54mm	GL3516 (любой аналогичный)	1	FR1
PIC-контроллер	SOT23-6	PIC10F222	1	PIC1
Потенциометр	smd	3305SMD-20K	1	R5
Транзистор	SOT23	BC847C (любой npn)	1	V1
Стабилитрон	DO41	BZV85-C5V1	1	Z2
Стабилитрон	DO41	BZV85-C24V	1	Z1
Варистор	hole 5-7mm	FNR-05K391 (471)	1	RV2
Соединитель	hole 7.62mm	WJ-25C-4P (любой с шагом 76,2)	1	CON1
Конденсатор	hole 15mm	MKP X2 0.33uF 280V (0.47-0.22)	1	C3
Выпрямительный мост		HD10 (HD6-HD8)	1	BR1
Электролитический конденсатор		100,0x35v (100-330)	2	C2,C6
Конденсатор керамический	0805	0,1х50v (0,1-0,47)	3	C7,C8,C5
Конденсатор керамический	0805	4.7x25v (1,0-10,0)	1	C4
Резистор	0805	1к (680-1,6л)	1	R2
Резистор	0805	10к (7,5-16к)	2	R1,R6,R10
Резистор	0805	20к (18-24к)	1	R9
Резистор	1206	100 (75-120)	1	R3
Резистор	1206	2к (1,8-2,4к)	1	R11
Резистор	1206	510к (680-1М)	2	R7,R8
Резистор	0.5w	51 (47-68Ом)	1	R4
Реле		JQC-3F	1	P1
Выпрямительный диод	QuadroMELF	LS4148	1	D1
Джампер	hole 2.54mm	JM-G	1	J1

Программа.

Рассмотрим составление программы для пик контроллера для самого простого типа сумеречного реле, только функция гистерезиса. Что такое гистерезис? Эта функция которая которая позволяет устранить хаотичное переключение исполнительного устройства в момент когда уровень измеряемого параметра близок или равен уровню задания. Поэтому к уровню задания вводиться дополнительный параметр который позволяет уровень включения и уровень выключения раздвинуть по шкале параметра. При этом включение освещения будет происходить при более низкой освещенности, а выключение при более высокой.

Построение программы на языке Си для компилятора Microchip MPLAB XC8 C Compiler V1.12.

Первое это укажем заголовок по которому компилятор поймет какой контролер мы используем в проекте.

#include    // для настройки под выбранный контроллер

1	#include // для настройки под выбранный контроллер

Второе – настроим регистры конфигурации для нашего проекта.

//---------------------------------------------------------------------------
// конфигурирование контроллера
__CONFIG(
 IOSCFS_8MHZ & // Тактовый генератор на 8 MHz
 MCPU_OFF & // Pull-up резистор отключен
 WDTE_ON & // Сторожевой таймер включен
 CP_ON & // Защита кода включена
 MCLRE_ON); // Вывод GP3/MCLR настроен на функцию MCLR
//---------------------------------------------------------------------------

//---------------------------------------------------------------------------

// конфигурирование контроллера

__CONFIG(

IOSCFS_8MHZ & // Тактовый генератор на 8 MHz

MCPU_OFF & // Pull-up резистор отключен

WDTE_ON & // Сторожевой таймер включен

CP_ON & // Защита кода включена

MCLRE_ON); // Вывод GP3/MCLR настроен на функцию MCLR

//---------------------------------------------------------------------------

Далее опишем переменные которые будем использовать в проекте.

// Описание переменных
char ustavka,uroven; // таймер формирующий длительность светового индикатора
int timerBeep; // переменная формирующая период мигания светового индикатора

// Описание переменных

char ustavka,uroven; // таймер формирующий длительность светового индикатора

int timerBeep; // переменная формирующая период мигания светового индикатора

// определения

#define RELE GP2 // выход управления реле
#define GISTER 20 //5 20
#define _XTAL_FREQ 8000000 // для __delay

#define RELE GP2 // выход управления реле

#define GISTER 20 //5 20

#define _XTAL_FREQ 8000000 // для __delay

Далее сам программа, на первом этапе конфигурируем порты ввода вывода

// сама программа
void main(void)
{
// Настройка контроллера
 CLRWDT(); //сброс сторожевого таймера +++++++++++++++++++++- 
// загрузку калибровочной константы си берет на себя
// обнуление порта (правда Си тоже это делает)
 GPIO=0;
// настройка регистра OPTION
 OPTION=0b11001111;
//        |||||+++--- PS: настройка предделителя
//        ||||+------ PSA: пределитель подключен к сторожевому таймеру
//        |||+------- T0SE: счет по фронту импульса на входе T0CKI
//        ||+-------- T0CS: вход таймера подключен к внутренему генератору
//        |+--------- GPPU: подтягивающие резисторы на GP0, GP1, GP3 отключены
//        +---------- GPWU: побуждение по входам GP0, GP1, GP3 отключено
// настройка портов ввода вывода
 TRISGPIO=0b11111011;
//          |||||||+--- GP0: вход
//          ||||||+---- GP1: вход
//          |||||+----- GP2: выход
//          ||||+------ GP3: вход
//          ++++------- не используются
// настройка АЦП
 ADCON0=0b11000001;
//        |||||||+--- ADON: АЦП включен
//        ||||||+---- GO/DONE: статус и запуск конвертирования
//        ||||++----- CHS: АЦП подключен к входу GP0/AN0
//        ||++------- не используются
//        |+--------- ANS0: вывод GP0/AN0 настроен как аналоговый
//        +---------- ANS1: вывод GP1/AN1 настроен как аналоговый
CLRWDT(); //сброс сторожевого таймера +++++++++++++++++++++- 
//---------------------------------------------------------------------------
//---------------------------------------------------------------------------
// задежка необходимая для заряда входной емкости фильтра
// после подачи питания
 timerBeep++; // 
 while(timerBeep) //
 {
    GO=1; // включить конвертирование
    while(GO); // ожидание окончания конвертирования
    timerBeep++; // 
 }
//---------------------------------------------------------------------------

// сама программа

void main(void)

{

// Настройка контроллера

CLRWDT(); //сброс сторожевого таймера +++++++++++++++++++++-

// загрузку калибровочной константы си берет на себя

// обнуление порта (правда Си тоже это делает)

GPIO=0;

// настройка регистра OPTION

OPTION=0b11001111;

// |||||+++--- PS: настройка предделителя

// ||||+------ PSA: пределитель подключен к сторожевому таймеру

// |||+------- T0SE: счет по фронту импульса на входе T0CKI

// ||+-------- T0CS: вход таймера подключен к внутренему генератору

// |+--------- GPPU: подтягивающие резисторы на GP0, GP1, GP3 отключены

// +---------- GPWU: побуждение по входам GP0, GP1, GP3 отключено

// настройка портов ввода вывода

TRISGPIO=0b11111011;

// |||||||+--- GP0: вход

// ||||||+---- GP1: вход

// |||||+----- GP2: выход

// ||||+------ GP3: вход

// ++++------- не используются

// настройка АЦП

ADCON0=0b11000001;

// |||||||+--- ADON: АЦП включен

// ||||||+---- GO/DONE: статус и запуск конвертирования

// ||||++----- CHS: АЦП подключен к входу GP0/AN0

// ||++------- не используются

// |+--------- ANS0: вывод GP0/AN0 настроен как аналоговый

// +---------- ANS1: вывод GP1/AN1 настроен как аналоговый

CLRWDT(); //сброс сторожевого таймера +++++++++++++++++++++-

//---------------------------------------------------------------------------

// задежка необходимая для заряда входной емкости фильтра

// после подачи питания

timerBeep++; //

while(timerBeep) //

{

GO=1; // включить конвертирование

while(GO); // ожидание окончания конвертирования

timerBeep++; //

}

//---------------------------------------------------------------------------

И главный цикл, в котором крутится сама программа.

//---------------------------------------------------------------------------
// главный цикл работы
 while(1)
 {
     CLRWDT(); //сброс сторожевого таймера +++++++++++++++++++++- 
     //--------------------------------------------------------------------
     // измерение 
     ADCON0=0b11000111;   // выбрать вход 1 и включить конвертирование АЦП 
     while(GO);           // ожидание окончания конвертирования 
     ustavka=ADRES;       // задатчик уровня освещенности
     ADCON0=0b11000011;   // выбрать вход 0 и включить конвертирование АЦП 
     while(GO);           // ожидание окончания конвертирования 
     uroven=ADRES;        // текущий уровень освещенности 

//--------------------------------------------------------------------
// сравнение и управление реле 
     if (uroven<ustavka-gister) сравниваем="" полученное="" значение="" из="" АЦП="" {="" if="" (rele="=1)" rele="0;" наступил="" день="" }="" else="" (uroven="">ustavka+GISTER) // сравниваем полученное значение из АЦП
      { 
         if (RELE==0) // 
         {
             RELE=1;  // наступила ночь
         } 
      }
   }
//--------------------------------------------------------------------------- 
}

//---------------------------------------------------------------------------

// главный цикл работы

while(1)

{

CLRWDT(); //сброс сторожевого таймера +++++++++++++++++++++-

//--------------------------------------------------------------------

// измерение

ADCON0=0b11000111; // выбрать вход 1 и включить конвертирование АЦП

while(GO); // ожидание окончания конвертирования

ustavka=ADRES; // задатчик уровня освещенности

ADCON0=0b11000011; // выбрать вход 0 и включить конвертирование АЦП

while(GO); // ожидание окончания конвертирования

uroven=ADRES; // текущий уровень освещенности

//--------------------------------------------------------------------

// сравнение и управление реле

if (uroven<ustavka-gister) сравниваем="" полученное="" значение="" из="" АЦП="" {="" if="" (rele="=1)" rele="0;" наступил="" день="" }="" else="" (uroven="">ustavka+GISTER) // сравниваем полученное значение из АЦП

{

if (RELE==0) //

{

RELE=1; // наступила ночь

}

//---------------------------------------------------------------------------

}

Фотографии проекта.

Файлы для загрузки

Версия 1.0 только функция гистерезиса, монтировать джампер переключения режима работы не надо.

Сумеречное реле - soom_rele_v1.0 0.38 KB 661 downloads

Версия 1,0 только функция гистерезиса, монтировать...

Download

Версия 2.0 добавлена функция таймера, задержка на включение и выключение 3,5 минуты. Джампер используется для выбора режима работы, если установлен – режим работы с таймером, если снят без таймера аналогичен версии 1.0. При снятом джампере использовать для настройки порога освещенности (если есть необходимость).

Сумеречное реле - soom_rele_v2.0 0.49 KB 688 downloads

Версия 2,0 добавлена функция таймера, задержка на...

Download

Проект (MPLAB IDE v8.89, Microchip MPLAB XC8 C Compiler V1.12)

Сумеречное реле - проект (2013) 17.80 KB 82 downloads

2013 г MPLAB IDE v8.89 Microchip MPLAB XC8 C Compiler V1.12 ...

Скачать

Это может быть интересно

Гаджеты для домашней автоматики – Емкостной сенсор05/02/2014
Управление светодиодным освещением – Сенсор емкостной. Данный гаджет предназначен для управления освещением где необходимо включением освещение сенсорным прикосновением. Датчик позволяет управлять светодиодной нагрузкой в виде модулей или светодиодных лент освещения. Питание …
Счетчики посетителей03/05/2013
Вас сосчитали!? или счетчики посетителей. Для чего нужны счетчики посетителей? Какие они бывают? ТОРГОВЛЯ. Подсчитайте, сколько ваш магазин посещает человек за день. Кок много человек приходит утром, какое количество вечером. …
LED модуль P10C4V1230/04/2016
LED панели на обычных регистрах типа 74HC595. Они выпускаются как монохромные так двух и полно цветные, особенность, что они предназначены для текстовой информации и имеют один уровень яркости. Общую яркость панелей легко …
PIC32MZ – Core Timer (библиотека)21/11/2016
Переработанные файлы от Microchip, библиотека для работы с Core Timer. Метки:PIC32MZ
Проект с использованием MCC часть 0611/01/2017
Изменим схему следующим образом добавим две тактовые кнопки BT1 и BT2. Теперь переключимся на конфигурацию выводов, для этого сделаем двойной клик в окне Ресурсы проекта на Pin Module. В окне Pin …
Бегущие огни на WS2812B06/12/2013
В настоящее время большой популярностью стали пользоваться светодиоды со встроенным драйвером WS2812B. Текущий проект предназначен показать возможность использования и управления этими светодиодами. Это и проект и исследование по работе с …
Индикатор температуры20/03/2013
Проект для начинающих, на демо плате BB-2T3D-01. Простой индикатор температуры. Проект никак не задумывался, просто на витрину магазин Ворон нужна была демонстрационная модель на макетной плате, чего нибудь работающего. Остановились на индикаторе температуре. Нужен был какой нибудь выводной …
Оптосимистор и его применение23/03/2013
Эрве Кадино “Цветомузыкальные установки” Ответ на вопрос – управление мощным тиристором или симистором, от терморегулятора. Статья в pdf Оптосимистор принадлежат к классу оптронов и обеспечивают очень хорошую гальваническую развязку (порядка …
AD9833 – Programmable Waveform Generator – part two07/04/2019
Прошло время и появилась тема, что-бы закончить проект AD9833 – Programmable Waveform Generator. Приехали печатные платы. В этот раз я печатные платы заказывал в https://jlcpcb.com/ делал это в первый раз …
Датчик приближения от Румена Желева26/08/2014
Проект на Болгарском языке. Автор Румен Желев. Болгария. Проект, датчик приближения в котором устранены все недостатки влияния засветки посторонними источниками. Применен совершенно оригинальный принцип контроля ИК излучения. Основната идея на …