Автоматика в подсобном хозяйстве.

Автор: с2. Опубликовано в Автоматика в быту

Многие домашние заботы можно поручить автоматике. Например, включение выключение освещения. Или можно поручить автоматике, кормить домашних питомцев. В принципе, если, все эти операции повторяются изо дня в день, в таком случае с этим справятся несколько суточных таймеров. И еще какую то часть забот можно поручить термостатам.... В этой статье, один из вариантов такой  автоматики для подсобного хозяйства.

Оптимальное управление достигается применением автоматизации и позволяет, значительно экономить энергоресурсы, уменьшить трудозатраты и расходы на содержание. 

Схема изначально разработана для автономного управления в небольшом птичнике, но возможно этой программе можно найти варианты применения и для других целей...



Схема (по клику подробней).
Данная программа, ориентируясь по часам реального времени, и по установленным значениям термостатов, может выполнять в автономном режиме такие функции.

- Управление освещением.
- Кормление в течение суток (до 10-ти раз).
- Поддержание нужной температуры в помещении.
- управление электроприводом (дверкой).


Функционально программа управляет выходами от 5-ти таймеров..

Первый и второй таймер предназначены для управления исполнительного привода (механизма) кормления.
Соответственно:
- Первый таймер, это до 6-ти раз включение с длительностью от 1 секунды до 4-х минут.
- Второй таймер, это еще четыре таких же периода.

С третьего по пятый таймеры это периоды включения от 1 мин. до 23 часов 59мин.
- Третий таймер – имеет четыре периода вкл.- выкл.,
- Четвертый таймер два и пятый таймер два периода вкл.- выкл..

- Термостаты, диапазон работы и установок термостатов от -50°С до+110°С.
Первый работает по типу 'нагревателя', второй и по типу 'нагревателя' и по типу 'охладителя' (выходы раздельные).

- Циклический таймер имеет два независимых настраиваемых диапазона времени,
таймер паузы №1 от 1сек. до 96 часов и таймер включенной нагрузки №2 отрезок времени от 1сек. до 96 часов (четверо суток).

- Сумеречный канал, это дополнительно возможность управления электроприборами по реальному времени суток день - ночь, точно определяя границу наступления сумерек и рассвета.
Имеет временную настраиваемую задержку от 0 до 90 минут , для предотвращения ложных срабатываний, после наступления сумерек или рассвета.

Управление происходит от матричной клавиатуры 4х4.
Набрав на клавиатуре управления определенный номер ячейки, осуществляем вход в меню, или получаем управление определенной командой.

После набора выбранных цифровых значений, нажать кнопку #.


 

Номера ячеек. Которые доступны в этой программе." ‘11’ таймер №1.
 

‘12’ таймер №2.
‘13’ таймер №3.
‘14’ таймер №4.
‘15’ таймер №5.
‘21’ термостат №1.
‘22’ термостат №2.
‘23’ термостат №2.1.
‘55’ рестарт циклического таймера
‘56’ меню настроек циклич. таймера
‘69’ ручное "открыть - закрыть" задвижку.
‘70’ меню настроек управления привода задвижки.
‘75’ меню настроек сумеречного датчика.
‘88’ меню установки и удаления DS18b20.
‘99’ меню установки времени / даты.


Настройки и функции.

Таймеры №1 и №2 . . .......... Вход с клавиатуры 11 и 12.

Меню первого таймера (второй аналогично)

Устанавливаем время включения (в течение суток)


А здесь время работы исполнительного устройства, от 1 сек. до 240 сек..


*Первое кормление таймером №1,1 можно также организовать с наступлением рассвета.
Для этого, с цифровой клавиатуры нужно набрать и ввести число 25:00
Так как у меня первый таймер предназначен для суточного кормления, для этих целей была специально изготовлена кормушка.
Первое испытание автоматической кормушки снял на видео.


Таймеры №3 №4 и №5 . . Вход с клавиатуры 13. 14 и 15. 

Меню третьего суточного таймера (4 и 5 аналогично)


Установить время включения.


Установить время выключения.

Шаг установки 1 минута.

По приведенному примеру, это значит что, с 6:30 до 19:25 исполнительное устройство будет включено
(таймер № 3.(период 1) выход на исполнительное устройство, согласно принципиальной схемы канал №7).

.

* Таймер №4 также с возможностью управления от датчика освещенности.

Отключение периода 4.1 по рассвету (с цифровой клавиатуры набрать и ввести число 25:00).

Включение периода 4.2 по сумеркам (с цифровой клавиатуры набрать и ввести число 25:00).

 


Термостаты №1 и №2 ..... Вход с клавиатуры 21. 22 и 23.

 

  Меню первого термостата (второй аналогично)


Сначала если нужно, устанавливаем знак нужного нам диапазона работы термостата.
Движение по меню, осуществляем нажатием кнопок 0 или *.


Установка температуры.


Устанавливаем дельту гистерезиса.

 


Циклический таймер. .. .............. Вход с клавиатуры 56.

 


Установки часов, минут, секунд


После первой подачи питания на схему МК, сразу начинается отсчет установленного промежутка времени таймером №1или №2 . Зависит от выбора в этом меню, с отключенного или включенного исполнительного устройства.
Работа таймера построена таким образом. При достижении таймером №1 значения 00:00.00 , таймер №2 начинает отсчет временного значения установленного раннее, при этом включатся согласно принципиальной схемы канал №15.
Графически выполнение программы выглядит так:


При желании, работу таймера можно отключить совсем, на основном экране циклический таймер не будет отображаться.
*Возможность привязки работы циклического таймера к периодам день или ночь (подробней см. меню настройки таймера). [+] Настройки управления электроприводом ........ Вход 70 . Имеем несколько вариантов.


1) управление автоматически по заданному времени (период сутки).
2) Управление электроприводом по датчику освещенности.
С наступлением рассвета откроется , с наступлением сумерек закроется (с цифровой клавиатуры набрать и ввести число 25:00).
В режимах 1 и 2 исключено действие, пропущенное событие.
То есть, например при обесточке, если в течение суток в назначенное событию время, не было электричества, то по мере его появления, задвижка установится в заданное ей по времени положение.
По приведенному примеру, открыть в 9:01 закрыть в 16:33.
Не было подачи электричества с 15:00 до 19:00… при появление электричества в 19:00 электропривод закроет задвижку (с открытием аналогично). В остальных режимах (3,4,5) не исключено пропущенное событие.

3) Ручное открытие – закрытие автоматически по заданному времени (период сутки)
При вводе числового значения времени, ввести число 26:00, будет открытие вручную.

4) Ручное закрытие – открытие автоматически по заданному времени (период сутки)

При вводе числового значения времени, ввести число 26:00, будет закрытие вручную.

5) Только ручное управление.

Везде нужно ввести число 26:00, будет ручное управление.

В механизме применяем принцип "коленчатого вала", положение остановки дверки определяется датчиками "открыто - закрыто" (небольшое видео этого устройства)
Привод открытия-закрытия будет работать до сработки соответствующего датчика (но не более 25 секунд!)


*В этом меню в режиме 1 и 2 автоматического открытия , при наружной температуре ниже установленной открытие задвижки не произойдет (только на открытие, на закрытие не влияет).

Перед монтажом автоматической дверки, снял небольшое видео ее устройства и работы......
 


Сумеречный канал ..................... Вход с клавиатуры 75.

 Согласно принципиальной схемы, это канал №2.


Для улучшения стабильности и предотвращения ложных срабатываний исполнительных устройств,
при наступлении сумерек или рассвета , установка задержки включения и отключения на хх минут.


Время включения - выключения сумеречного канала .
Статистика за сутки наступления сумерек или рассвета.


Отображение текущего значения освещенности датчика в %, и установка порога в % включения и отключения, для исполнительных устройств.


Установка и удаление датчиков температуры DS18b20. Вход 88.

 


При первой установке датчиков, сначала в этом меню нужно нажатием кнопки 0 очистить адреса записанных датчиков.
Далее при входе в это меню и нажатии кнопки 2 производим адрес своего датчика в энергонезависимую память МК.
(При монтаже схемы предусмотрите возможность их раздельного подключения, нужно для прописки адреса для каждого датчика).


  Установка текущей даты и времени.................... Вход 99.

 


В этом меню, вносятся поочередно значения; часы, минуты, секунды, день, месяц, год, неделя.


 


 Кнопки быстрого доступа. А. B. C. D. 

 На данный момент в этом проекте задействованы только кнопки 'А', 'B', 'C'.
'А' из основного экрана, это быстрый вход в статистику датчика освещения, в иных случаях, это выход из всех меню в основной экран.
'B' подвязана к таймеру №4, при однократном нажатии на кнопку включает свет, повторное нажатие выключает, или автоматически выключится через 10 минут.
'C' к таймеру №1 , нажатие без какой либо фиксации, пока держите, происходит ручная подача корма, отпустили, прекратилось….
Еще к таймеру №1 подключен канал №0 (по принципиальной схеме), предполагает использование музыкальной открытки ВТ66,
данный канал включается одновременно с таймером №1 и отключается только через 10 секунд, после прекращения активности таймера №1



Расположение на основном экране информации от различных устройств


Детали. Клавиатура 4х4 (телефонная), ATmega32a, Ds1307, DS18b20, ЖКИ 20х4 (RC2004C-YHY-CSX или RC2004A-YHY-CSX), пьезо динамик (без генератора)
Программа работает на тактовой частоте 4 мНz, на внешний кварц выставляются так.



Проект в proteusе, который использовался при разработке и отладки этой схемы……



Мой вариант исполнения в «железе» этой схемы

Печатные платы приложены в архиве.





Архив файлов; Автоматика в подсобном хозяйстве V-2.
 

На главную