Цифровой таймер, для автоматического управления освещением V3.

Автор: с2. Опубликовано в Автоматика в быту

Цифровой таймерПозволяет производить программируемое автоматическое управление освещением и другими устройствами с учетом суточного реального времени по таймеру.

Такое устройство на сегодняшний день будет актуально для экономии электроэнергии освещения, оптимизации работы наружного освещения, для разных устройств  и приборов, которые нужно включать и выключать в одно и то же время регулярно каждые сутки, на протяжении многих недель, месяцев. Таким образом, происходит  экономия и материальных ресурсов.

Цифровой таймер представляет собой микропроцессорное программируемое устройство, обладающее следующими  особенностями:

 

  •                 Распространенный микроконтроллер ATmega8.
  •           Три независимых канала с исполнительными таймерами.
  •           Независимые временные интервалы таймеров для каждого канала.
  •           Каналы таймера, имеют до трех настраиваемых периодов включения – выключения, для исполнительных устройств.
  •           Режим работы таймера, суточный  с 00:00. до 23:59.
  •           Точность программируемых периодов от 1  до 24 часов.
  •           Полное управление таймером с помощью 4-х кнопок.
  •           Управление от внешнего датчика (Выносной фотодатчик.)
  •           Совместная или независимая работа каналов таймера  и фотодатчика.
  •           ЖК графический дисплей.
  •           Русскоязычный интерфейс.
  •           Индикация состояния каналов таймера на дисплей.
  •           Функция общего сброса  из пользовательского меню.     

 

Термометр (DS18b20):

 

  •           Диапазон измеряемой температуры -55°C  +125°C
  •           Точность показаний 0.1°C

 

Часы реального времени (DS1307):

 

  •           Содержит в себе часы, календарь.
  •           Точность установки, 1 сек.
  •           Резерв хода часов с запасом хода до 10 лет при отсутствии внешнего питания.
  •           Программная корректировка погрешности хода часов.

Принципиальная схема цифрового таймера:

 

Таймер не боится перебоев в электропитании и может управлять практически любой нагрузкой, включая и энергосберегающие лампы любого типа (так как на его выходе используем реле, физически они действуют как обычный механический выключатель).

Имеется возможность  использования управления каждого канала с привязкой  от внешнего датчика, если это фотодатчик, к периоду  день-ночь, соответственно выкл.  осветительных приборов днем, и включение  освещения (если этот период задан пользователем), в сумерки и ночью.

В качестве датчика может использоваться фоторезистор или фототранзистор.

Выбор использования  опции управления от внешнего датчика, производится по усмотрению пользователя из пользовательского меню, для каждого канала отдельно.

Эта опция, управления от внешнего датчика, предоставляет пользователю, использование этого устройства  в различных вариантах комбинаций применения.

Установка периодов включения

 

Отрезок времени установки активности  диапазона на включение, с 00:00. до 23:59.

 

В связи с тем,  чтобы не было промежутка невключения исполнительного устройства с  23:59. до 00:00. , время таймер считает так, здесь на это нужно  обратить внимание.

 

с 00:01.  до 00:01.  равно  1 минуте,

 

или с 00:00.  до 00:01.  равно  2-м минутам.

 

Или  с 00:00. до 23:59. Составляет ровно 24 часа(-1сек.).

 

Если нужно,  что бы период  был  неактивен, время нужно выставлять так включение 00:01.  выключение 00:00. При неактивности периода канала, разница должна быть,  минус одна минута  минимум.

 

Текущее состояние нагрузки индицируется  в режиме основного экрана символами  1 2 3   соответствующие номерам каналов таймера.

 

Состояние функции день  -  ночь отображается в режиме основного экрана, этакими графическими символами  солнца и луны.

 

Все данные настроек, периодов включения -  выключения, автоматически сохраняются в энергонезависимой памяти МК.

 

Если требуется, выберите пункт  "сброс установленных настроек".


 

Нажатие кнопки +^  приведет все настройки значения  каналов по умолчанию 00:01.  00:00.  , если раннее  была установлена корректировка секунд, также  станет в  ±0.

 

Все действия и параметры установок отображаются на ЖКИ.  Все надписи меню на русском языке.


 

В программе предусмотрена функция автоматической  корректировки  секунд, эта функция порадует многих любителей, которые собирают такие устройства своими руками, так как каждая новая индивидуальная плата, это и индивидуальная емкость монтажа.

 

При разработке своей платы, придерживайтесь рекомендации  монтажа от разработчика микросхемы DS1307.


 

Вариант исполнения этого экрана  в данном варианте и в SL.


 

Использование функции корректировки секунд.

 

В пользовательском меню выбираем пункт


 

В котором  выбираем, плюс или минус нужное количество секунд

 

ВНИМАНИЕ корректировка секунд будет производиться один раз в 00:01.30 , один раз каждые  10 дней. (Так как минимальная коррекция 1 сек в день это очень грубая подстройка, а так при периоде  коррекции в 10 дней,  есть  возможность  проводить коррекцию,  минимально  от ±0.1 сек.)

 

FUSE: для работы МК, выставляются на тактовую частоту 4 МГц. МК тактируется от внутреннего RS осциллятора.


 

Комплектующие: ЖКИ 16х2 на базе контроллера HD44780 или KS0006 (с поддержкой кириллицы), МК ATmega8 с любой буквой, в DIP исполнении, можно применить и в корпусе TQFP. Популярная специализированная часовая микросхема DS1307, ведет  подсчет реального времени в секундах, минуты, часы, дни, месяц и год  вплоть до 2100 г. Автономное питание микросхемы DS1307, от одной 3-х вольтовой батарейки, способно поддерживать  микросхему DS1307 в рабочем состоянии, в течение 10 лет. Обвязка микросхемы DS1307 минимальная:  кварц на 32768 Гц и батарейка на 3V

 

Цифровой датчик температуры DS18b20.

 

Реле для исполнительных устройств на 12V.

 

Работу схемы можно протестировать в proteus'е:

 

Применение этой схемы: найдется  множество вариантов использования такой схемы управления,  потому что,  это энергонезависимая и  точная  автоматика, будет реально  полезна  для какой либо автоматизации в быту или производстве.


     

Печатная плата.

 

 

 

Файлы к программе таймера от версии 1 до версии 3.

     Таблица сравнения функций прошивок .

Таймер
 V-1
  V-2 
V-3

взаимодействие с

внешним датчиком

 исполнительный канал №1

таймер

3 временных интервала

таймер

3 временных интервала

таймер

1  временной интервал 

 ДА 

 исполнительный канал №2

3 временных интервала
3 временных интервала
 2 временных интервала 
ДА 
 исполнительный канал №3 
3 временных интервала

термостат от+20°C до +30°C

гистерезис от 0 до 9,9°C

3 временных интервала
ДА 

 термометр

-

-55°C  +125°C

-55°C  +125°C
-

 

Архив проекта V3: прошивка, фьюзы, печатная плата, proteus.

Вариант программы таймера, для данной схемы, от Soir 

2. Работа устройства.

2.1 При включении питания на индикаторе в верхней строке: время, температура. В нижней строке: дата, день недели состояние нагрузки (если включена, то отображается номер канала).

2.2 Если канал настроен на включение/отключение по таймеру, то в заданное время происходит включение освещение и в заданное отключение.

2.3. Если канал настроен на работу от датчика освещенности, то при снижении освещенности ниже установленного задания (Level) освещение включается. При превышении освещенности заданной величины на значение гистерезиса (hist) освещение отключается.

Архив проекта, с вариантом программы от Soir: прошивка, фьюзы, описание proteus.


Обсуждение в форуме

 На основе программы "Цифровой таймер, для автоматического управления V3",

создан модернизированный вариант программы, статья здесь "Автоматика, цифровий пристрій термостат-таймер ТТ_v1.0."

 

На главную