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.
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.
|
1 |
#include // для настройки под выбранный контроллер |
Второе – настроим регистры конфигурации для нашего проекта.
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
//--------------------------------------------------------------------------- // 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.
|
1 2 3 |
// Описание переменных char ustavka,uroven; // таймер формирующий длительность светового индикатора int timerBeep; // переменная формирующая период мигания светового индикатора |
// определения
|
1 2 3 |
#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
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 |
// 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.
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 |
//--------------------------------------------------------------------------- // 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.
[wpdm_file id=22 template=”link-template-calltoaction3.php”]
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).
[wpdm_file id=23 template=”link-template-calltoaction3.php”]
Проект (MPLAB IDE v8.89, Microchip MPLAB XC8 C Compiler V1.12) [wpdm_package id=7465 template=”link-template-calltoaction3.php”]
Это может быть интересно
Часы-кухонный таймерКаждая кухня должна иметь кухонный таймер, который позволяет напоминать хозяйке когда проходить определенный промежуток времени. Например, печем пирог, варим яйца… , чтобы не смотреть постоянно на часы, установим таймер и через заданный …
Проект с использованием MCC часть 01Для изучения MCC я выбрал простой контроллер PIC16F1509. Выбор его был обусловлен богатой новой периферией которую можно изучить. Для начала была собрана схема на макетной плате Внешний вид собранной схемы …
Модуль CAN в микроконтроллерах PIC18Введение CAN последовательный интерфейс связи, который эффективно поддерживает распределенное управление в реальном масштабе времени с высокой помехозащищенностью. Протокол связи полностью определен Robert Bosch GmbH, в спецификации требований CAN 2.0B …
LED модуль P10 (1R) V706AЭто еще одно чудо от китайского брата. Это монохромные матрицы, называются они P10 (1R) V706A, ну типа R-красные, но не верьте паяют светики и зеленые и синие, в общем любые какие …
Проект с использованием MCC часть 03Первым делом перенастроим регистры конфигурации, следующим образом: Отключим выход генератора (CLKOUT function is disabled. I/O function on the CLKOUT pin) Включим сторожевой таймер (WDT enabled) После этой настройки мы должны …
Простой цифровой милливольтметр постоянного токаПростой цифровой вольтметр постоянного тока. Три диапазона измерений с автоматическим переключением 1 – 0,001 – 0,999 V, 2 – 0,01-9,99 V, 3 – 0,1-99,9. Четыре управляемых выхода с возможностью задания функции контроля и времени реакции на …
WiFi ESP8266 – AT команды связанные с функцией TCP/IP (v.1.6.1)AT команды связанные с функцией TCP/IP В этом разделе описаны команды которые позволяют устанавливать соединения между серверами и клиентами в сети. Приведено описание команд и примеры их выполнения. Функции TCP/IP …
Регулятор влажности ch-3800И еще один проект на плате ch-c3xxx – универсальный регулятор влажности ch-3800. Регулятор позволяет работать как в режиме индикатора влажности, так и в режиме регулятора. Рабочий диапазон измеряемой относительной …
Проект с использованием MCC часть 07Модуль PWM – широтно импульсная модуляция (ШИМ). ПИК контроллеры часто на борту имеют модули ШИМ. На их основе строятся многие узлы управления электро приводами. В нашем варианте мы будем его …
Одноканальный емкостной сенсор – AT42QT1012Описание сенсора [wpdm_file id=242] Незаконченный проект, так-как сенсор не оправдал своего назначения, не рекомендую, просто выброшенные деньги. Особенности. • Количество сенсоров – один, режим переключения ( touch-on/touch-off ), а также программируемая автоматическая задержка …
