Д/У для автоматических ворот, с дисплеем Nokia5110.

Автор: Oto. Опубликовано в Автоматика в быту

  5110Схема и программа, для дистанционного управления автоматическими одностворчатыми воротами.

 

 Любительская программа, создана без прототипа  с аналогичной  схемы,   большинство функций  в этой программе  реализовано из собственных идей.

Для управления створкой ворот в схеме используется только один датчик оборотов вала, с помощью этого датчика  программа постоянно отслеживает местоположение  створки ворот.  Первичная настройка, расстояния движения и калибровки, производится пользователем через меню программно.

Программно также определяются крайние  точки открытых – закрытых ворот, в определенном  месте программа, управляя мощностью диммера  плавно наращивает, и   понижает  скорость, закрытие происходит плавно без ударов и хлопков.

 Программа работает с пультами дистанционного управления, у которых основа схемы на микросхеме РТ2262.

 Схема 

Рис. 1

Схема управления 

Команды управления и текущие параметры выводятся на графический дисплей.

Отображение цифровых значений и графических символов на экране Nokia5110.

Рис.2

 Фото 5110

1) 1    Знакоместо отображающее состояние приемника Д/У 

"NS" Приемник не подключен к PD4 микроконтроллера

"NО" Приемник  на линии в режиме ожидания.

"ОК" Прием кода от незарегистрированного Д/У.

" ОК " Прием кода от зарегистрированного Д/У(на основе микросхемы РТ2262).

2) 2    Графический значок,  отображающий активацию функции «автозакрытие».

3) 2    Отсчет времени по таймеру до начала подачи команды на автозакрытие.

4) 2    Графический значок, отображающий активацию функции «имитация присутствия».

5) 2    Графический символ, сигнализирующий об отсутствии сетевого синхроимпульса.

6) 1    Графический значок, отображающий состояние по фотодатчику «день ночь». (фотодатчик любого типа)

7) 2    Графический символ, дублирует работу «лампы сигнальной»

8) 2    Отображение подаваемой на двигатель мощности, от встроенного диммера

9) 2    Графический символ, дублирует работу «Лампы освещения»

10) 2    Отображение отсчет времени по таймеру работы «Лампы освещения»

11) 2    Частота оборотов двигателя ( отображение минимально от 30 об/мин, шаг15)

12) 2    Сообщение о неисправности датчика холла (при подаче команды Открыть или Закрыть, от датчика оборотов в течение 1.2  секунды нет импульсов).

13) 1    Счетчик оборотов вала электропривода, отсчитанных при движении створки (максимально учёт до 32500).

14) 1    Строка для отображения выполняемых команд « Открытие , Закрытие, СТОП, дежурный режим, Открыто, Закрыто, Ручная блокировка»

15) 1    Графическая анимация движения и положения створки ворот.

16) 1    Учет наработки   работы электро привода (моточасы).

17) 2    Авторский копирайт.

1   Данные, которые постоянно находятся на данном знакоместе.

2   Данные, которые согласно команд управления периодически возникают в этих знакоместах.

 В пользовательском меню программы, возможен просмотр и  изменение таких параметров;

Настройка конечных положений и рабочего хода створки  (рабочий ход створки по количеству оборотов).

 Программа настраивается и программируется в меню под пульт(ы) дистанционного управления, работающих на основе микросхемы – кодера РТ2262.

Настройка мощности диммера, для замедления скорости движения створки в конце движения.

Настройка количества оборотов на период подачи питания на электрозащелку (электромагнит) при открытии створки ворот.

Установка времени работы лампы освещения, по таймеру.

Установка порога наступления сумерек и рассвета  по фотодатчику.

Дополнительно в освещение реализована функция – «имитация присутствия», в темное время суток (по фотодатчику) происходят редкие хаотичные короткие включения лампы освещения, и редкие секундные включения сигнальной лампы (в меню есть пункт включения и отключения этой функции)

Настройка в меню времени автозакрытия по таймеру (при ненадобности этой функции, в меню есть пункт отключения этой функции)

Функция автозакрытия. Если активирована, ворота  закроются автоматически, через установленное время в меню настроек по таймеру (функция будет полезна, если ворота по каким-то причинам остались открыты,  обесточка в сети или забыл закрыть, если таймер автозакрытия «взведен» сигнальная лампа будет мигать  1 раз в 10 секунд)

Дисплеи Nokia5110 имеют различия по подключению светодиодной подсветки экрана, питание для подсветки может подаваться в анод или в катод светодиодов, чтобы не было пользователю с этим неудобств,  в меню,  можно программно выбрать вариант подачи питания на светодиоды подсветки экрана, анод  или катод.

Движение по пунктам меню Кн2 >, выбор значений Кн1+ и Кн3-.

Если пользователь, находясь в меню, в течение 1мин.  не нажимал ни одну из кнопок Кн1 Кн2 Кн3,   выход в главный экран произойдет автоматически. 

 

Настройка контрастности.

При подаче питания на схему, нажать и удерживать одновременно две кнопки Кн1 и Кн3 , далее кнопки  Кн1+, Кн3-  контрастность. Настройка производится в случае необходимости один раз на  весь период эксплуатации, после настройки  кнопкой Кн2, выйти в  «экран основной программы» 

 

Пользовательское меню, настройки.

 

Настройка рабочего хода створки  (Калибровка положений).

Под спойлером, для различных видов ворот, примеры очередности настройки.
Подъемные ворота

ворота №1

Распашные ворота

ворота №2

 

Откатные ворота

 

ворота №3

.

 

1)  Приведите ворота с помощью кнопок Кн3 (и Кн1) в положение "ЗАКРЫТО" .

•     (Зафиксируйте эту установку в памяти с помощью  нажатия и длительного удержания (более 3х сек) кнопкой Кн2.)

2)  Приведите ворота с помощью кнопок Кн1 (и Кн3) в положение "ОТКРЫТО"  ( количество оборотов для полного открытия, не должно превышать 32500об.)

•     (Зафиксируйте эту установку в памяти с помощью длительного удержания (более 3х сек) кнопкой Кн2.)

3)  Установка расстояния  для снижения скорости движения  ворот в конечных положениях.

 Приведите ворота с помощью кнопок Кн3 в положение "ЗАКРЫТО" .

С помощью кнопок Кн1  приоткройте ворота на нужное расстояние, в котором требуется снижение скорости движения ворот перед конечным положением

•     (Зафиксируйте эту установку в памяти с помощью длительного удержания (более 3х сек) кнопкой Кн2.)

4)  Установка отрезка рабочего расстояния  для открытия запорной электрической защелки

 Приведите ворота с помощью кнопок Кн3 в положение "ЗАКРЫТО".

С помощью кнопок Кн1  приоткройте ворота на нужное расстояние, в котором электро защелка (электро замок) выходит на достаточное расстояние от планки запорного гнезда.

•     (Зафиксируйте эту установку в памяти с помощью длительного удержания (более 3х сек) кнопкой Кн2.)

ВНИМАНИЕ! в меню калибровки  и настройки рабочих расстояний, движения створки  от кнопок Кн1 и Кн3   привод работает без самоостановки!

Измененные параметры установок фиксируются в памяти МК с помощью длительного удержания (более 3х сек) кнопкой Кн2., при коротком нажатии произойдет к следующей установке без сохранения изменений)

Пульт дистанционного управления. (4 кнопки)

В этом меню  можно тестировать пульты дистанционного управления, у которых основа схемы,  микросхема -  кодер РТ2262, (про тестер пультов ДУ, подробнее  «Тестер PT2262.»

А также, в этом меню производится регистрация кода вашего пульта ДУ, для программы управления воротами.

Команды «Открыть,  Закрыть, СТОП, Освещение», можно назначать на любые удобные кнопки (одна кнопка – одна команда.

Меню настроек, для пульта Д/У.

Занесение в память кода «перемычек» пульта Д/У..

Установка отдельных команд  для каждой кнопки «Открыть,  Закрыть, СТОП, Освещение».

Диммер.

1) Для замедления скорости двигателя в крайних положениях, установить мощность диммера в %.

2) С помощью кнопок Кн1 и Кн3 "ОТКРЫТЬ - ЗАКРЫТЬ" можно опробовать настроенную скорость замедления,

 (Если скорость замедления не соответствует требуемой, вернуться к настройкам пункта №1).

Освещение.

Установка времени работы лампы освещения, по таймеру от 2х до 99 минут.

Порог  наступления сумерек (датчик освещения %) Чтобы лампа освещения включалась только в темное время суток выберите нужное значение от 1 до 98%..( чтобы включалось всегда, установить порог наступления сумерек 0%,  чтобы никогда установите 99% )

Дополнительные функции .

1).В этом меню активируется и деактивируется функция «автозакрытия» .

2).В этом меню активируется и деактивируется функция освещения - «имитация присутствия»

Защитные программные функции.

Движение створки по количеству оборотов, но не более 2х мин., на один цикл открытия или закрытия.

Подача питания на электрозащелку (электромагнит) при открытии створки ворот не более 10сек. на один цикл .

Остановка электропривода при открытие закрытие ворот, если нет импульсов от датчика оборотов  в течение 1сек.

Sw-1  Ручная блокировка для команд управления  «Открыть», «Закрыть» (необходима при ручной  механической блокировке ворот, (закрыто на засов, или замком на ключ)  на экране надпись «заблокировано вручную»).

Датчик освещения, с функцией защиты от ложных срабатываний по таймеру 3 мин.

Свойства кнопок управления.

Кнопки команд ручного управления .(3 кнопки)

Кн1 "Открыть",  Кн3 "Закрыть", Кн2 "СТОП".

Удерживая Кн2 "СТОП", осуществляется вход в пользовательское меню.

Подсветка дисплея при нажатии любой  кнопки Кн1,  Кн3, Кн2.

Кнопки команд  дистанционного управления .(4 кнопки).

"Открыть,  Закрыть, СТОП, Освещение".

(назначение кнопок, согласно команд управления, происходит в пользовательском меню)

  Статистика на экране дисплея.

Показания мощности диммера (от 30% до 99%)

Показания импульсов  на один оборот двигателя (до 32 500).

Тахометр  оборотов электродвигателя (частота до 32 500 об/мин.)

Учет наработки часов электропривода. (моточасы, накопление учета от 1 сек до 99 дней)

 Описание работы выводов МК ADC6 РВ6.

Если нужно подключить к схеме  доп. датчики  для остановки или ограничения движения створки ворот.

В данной схеме для этого можно использовать два вывода микросхемы, это;

1.) Контакты параллельно  кнопке Кн2 СТОП , одноразовое замыкание приведет к остановке движения.

(Но программа на данном  входе МК  работает без удержания состояния СТОП. Например, если замкнуть контакты и удерживать их в замкнутом состоянии, произойдет СТОП одноразово, и при поступлении следующей команды (например Открыть – Закрыть) программа начнет выполнять эти команды,  чтобы произвести еще раз СТОП, нужно будет разомкнуть – замкнуть контакты еще раз…)

2.) Вывод микросхемы ADC6  «блокировка ручная» ,  работает на размыкание контактов Sw-1.

Разомкнув контакты Sw-1  и удерживая их в таком состоянии, программа сбросит выполнение всех текущих команд, и не будет выполнять никаких команд для движения створки ворот, пока  контакты Sw-1 не возвратятся в замкнутое состояние. (можно и на замыкание, тогда в данной схеме нужно переключить подтягивающий резистор 10ком, с общего на +5 вольт питания МК).

 Датчик холла A3144 .

датчик   Датчик холла A3144 цифровой - однополярный (игнорирует другой полюс), с открытым коллектором, OUT - 25mA.

    Аналоги SS411A, SS413A, S111A, SS113A.

    Datasheet 3141.pdf(147Kb) 

Модуль приемника

Использован в виде готовой платки, более подробное описание о применении этого модуля ,

здесь Дистанционное беспроводное четырех канальное управление на PT2262, PT2272.

и здесь Тестер беспроводных пультов ДУ PT2262.

Возможная корректировка номиналов деталей, помеченных на схеме как*.

В схеме как таковой, нет очень точной подстройки аналоговых цепей, на практике всё работает в широком диапазоне с указанными номиналами деталей.

Например;

1). На схеме резистор R1 -10кОм, показан как возможный для подстройки номинала, теоретически эта цепочка формирователя синхроимпульса подстраивается под тип применяемого трансформатора,  в данном случае выход с трансформатора при AC ~220V выход равен 18ти  вольтам.

На осциллограмме режимы работы выглядят так.

Осциллограмма на базе Т1.

 Осциллограмма№2

Осциллограмма на коллекторе Т1.

 Осциллограмма№3 

Практически с номиналом резистора R1 =10кОм, схема будет также работать, и при напряжении вторичной обмотки трансформатора от 14 до 28 вольт.

(после настройки формирователя сетевого синхроимпульса на Т1, при его правильной работе на экране (см. Рис2 -  5) 2    Графический символ, сигнализирующий об отсутствии сетевого синхроимпульса.)

Графический элемент отображенный в виде символа _П_ на экране отсутствует.)

 

2). Вход МК РD3 учет импульсов, это вход способный работать в мегагерцовом диапазоне частот, тут же он используется максимально до нескольких сотен герц, поэтому для увеличения надежности работы схемы вход РD3  шунтируется конденсатором С1*, с таким расчетом, чтобы в нужном нам диапазоне работы программы отсекались высокочастотные помехи.

У меня например, датчик установлен в таком месте, где скорость вала может максимально достигнуть  только 1000 об/мин. 

Поэтому на выход  датчика холла был  добавлен шунтирующий конденсатор 0.33мкф, проверил осциллографом, как это влияет на работу в моем диапазоне частот примерно до 16 герц ( осциллограмма снята с РD3, при 820 об/мин.)

 Осциллограмма№1

 

В процессе наладки, была снята еще одна осциллограмма, при 2880 об/мин..

 Осциллограмма№8

По осциллограмме все в норме. Незначительный срез прямоугольного импульса  при заряде конденсатора  через подтягивающий резистор R2 – 4.7 кОм никак не влияет на работу программы, но  надежность учета при этом гарантированно повышается…..

При оборотах вала, с которого снимаются импульсы оборотов  более 5 000 об/мин, С1* нужно будет уменьшать.

 

  FUSE

Программа тактуется от внутреннего генератора МК, с частотой 8 МНz.

Фьюзы 

( При программировании новой микросхемы все «галки» остаются на месте, изменения производятся только в двух местах, снимается  «галка» CKDIV8  и устанавливается для BODLEVEL1).

Фото плат готового устройства.

              Фото №1

Фото №2  Фото №3

При сборке , по варианту платы приложенной к статье, следует обратить внимание, как расположены соединительные разъемы на печатной плате дисплея и МК. 

Фото №4Фото №5

 

Короткое видео , работы программы при командах «Открыть»,  «Закрыть».

Диммер, минимальная мощность (осциллограммы).
 

Управление мощностью двигателя осуществляется программно схемой диммера. На экране дисплея Nokia5110 управление мощностью двигателя отображается в % (см. Рис.2 -  8) 2    Отображение подаваемой на двигатель мощности, от встроенного диммера.).

Минимальная мощность в % будет отображаться примерно, потому что для разных двигателей это будет разная величина. Например для коллекторного щеточного двигателя минимум мощности, это составит примерно 30%, для асинхронного двигателя минимальная величина мощности составит примерно 60%.

Электронные полупроводниковые компоненты участвующие в управлении мощностью двигателя на схеме ,

из основных деталей,  это Т1 ( подробности работы Т1 с осциллограммами, рассмотрены выше, под спойлером "Возможная корректировка номиналов деталей, помеченных на схеме как*").

А так же оптосимистор MOC3052 и симистор ВТ137.

Правильность работы этой части схемы, невозможно диагностировать только с помощью тестера.

Как вариант:

1).Исправность этой части схемы можно определить визуально , подключив к выходу диммера управляемый электродвигатель или лампу накаливания ( при тестировании возможно подключить и то и другое одновременно, такое подключение не имеет "противопоказаний" в работе схемы, ограничение может быть только в общей сумме мощности подключенных приборов). 

2). Посмотреть осциллографом импульсы управления диммером (данный пример осциллограмм, произведен с подключенной лампой накаливания к выходу диммера).

Осциллограммы А и В , это IN_Suns (PD2)  и OUT_Suns (PC1) согласно схемы.

Осциллограмма№2

Осциллограммы А и С , это IN_Suns  и AC_pwm согласно схемы Рис. 1.

 

Реле №5. Диммер 100% (максимальная мощность). 

В процессе работы над этой схемой , выяснился тут такой нюанс, мощность на двигатель от диммера максимально подается  99%.

Всему виной вот этот «красивый» всплеск (на осциллограмме как Z) в начале каждого сетевого полупериода,

 1

 вносится он индуктивной нагрузкой двигателя (осциллограмма снята при управлении асинхронным двигателем).

Идеала можно достичь, подобрав демпферные RC цепочки для выравнивания характеристики.

Однако предвижу что,  если подобрать демпфер для одного двигателя , не факт что 100% мощности можно достичь для другого двигателя, в общем морока будет , а эффект нужно будет еще посмотреть.

Проблема легко решается по «китайски», у них везде в инструменте где происходит регулировка мощности диммером, при 100%, просто напросто механическими контактами перемыкается симистор.

В данной схеме можно сделать так-же, добавить реле Р5

Nokia_5110

И результат 100% мощности таков

         2 

 По факту обороты двигателя с 820 об/мин возросли до 865 об/мин, мелочь а приятно….:-)))

 

P.S. Прошивка для  всех схем в этой статье одна. В печатную плату для Р5 нужно вносить изменения.

Моя плата собрана , из-за одного Р5 новую плату делать, мне ни к  чему.

Подкинул это реле к плате навесным монтажом

          фото

В общем рекомендую и пользуюсь сам с доп.реле Р5, а Вы смотрите сами, нужно оно вам 100% или достаточно будет 99%...

 

Архив файлов: прошивка Nv5.0 , печатная плата , протеус.

 

{jcomments on}

 


 

Блок дистанционного управления воротами на aliexpress.com

управл

На главную