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 657 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 687 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 80 downloads

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

Download

Это может быть интересно

УКВ – радиоприем, часть 215/11/2013
Пришло свободное время решил вторую часть проекта реализовать (правда есть мысль и третью с использование цветного OLED и функцией ch-светомузыки, но это только задумка… Для понимания функций интегрального приемника RDA5807FP читайте …
Проект с использованием MCC часть 1419/03/2017
С выводом данных на дисплей мы справились (но могу сразу сказать библиотеку графики к этой статьи пришлось доработать, поэтому в этом проекте она обновлена). У нас на текущем этапе имеется …
CAN – Controller Area Network28/05/2014
Controller Area Network (CAN) первоначально был создан немецким поставщиком автомобильных систем Робертом Бош в середины 1980-х для автомобильной промышленности как метод для обеспечения возможности надежной последовательной связи. Целью было сделать автомобили более надежными, безопасными и …
Проект с использованием MCC часть 0813/01/2017
И так создадим проект в котором при помощи двух кнопок мы сможем управлять яркостью светодиодов. При использовании МСС у нас лафа полная, добрые дяди с Microchipa подготовили функции, которыи позволяет …
Светодиоды со встроенным драйвером WS2812B30/10/2013
Производитель http://www.world-semi.com Краткое описание продукции фирмы Каталог продукции” catcatcat_ws_19 catcatcat_ws_15 catcatcat_ws_11 catcatcat_ws_07 catcatcat_ws_03 catcatcat_ws_18 catcatcat_ws_14 catcatcat_ws_10 catcatcat_ws_06 catcatcat_ws_02 catcatcat_ws_05 catcatcat_ws_09 catcatcat_ws_13 catcatcat_ws_17 catcatcat_ws_16 catcatcat_ws_12 catcatcat_ws_08 catcatcat_ws_04 catcatcat_ws_01 This jQuery slider was …
Проект с использованием MCC часть 0106/01/2017
Для 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 …
Проект с использованием MCC часть 0207/01/2017
Когда мы запустили конфигуратор, самое главное понять, что с этим делать и как проверить, то что мы делаем работает или нет. Для начала настроим регистры конфигурации микроконтроллера и настроем тактовый генератор. …
УКВ – радиоприем, часть 101/06/2013
Музыкальная тема к статье, слушаем: Первый мой радиоприемник, выглядел так. Использовал исключительно в школе на уроках, держась за одно ухо и преданно смотря на училку и сладко улыбаясь. Проблема была …
Просто о структурах и объединениях в Си09/11/2017
Какие задачи нам позволяют решать структуры и объединения? Для разработчика встроенных систем эффективность и компактность кода всегда на первом месте. Если программировании на Ассемблере ты сам определяешь как и где …
TM1650 драйвер LED семисегментного индикатора26/11/2017
Китайский производитель Shenzhen Titan Micro Electronics Co., Ltd. Выпускает широкую линейку драйверов управления светодиодными дисплеями, которые позволяют разгрузить микроконтроллер для основной работы, главная особенность этих драйверов не только в их …