Программируемые реле являются важными элементами в различных устройствах автоматизации, таких как автоматическое управление уличным освещением, поливом и насосами, вентиляции и кондиционирования, автоматизация дома, автоматизация энергетических установок в промышленности и многих других областях. В данной статье описывается самодельное программируемое реле на базе МК PIC16F1847 (PIC16F628А также может быть использован тут). Это улучшенная версия предыдущего варианта. Она также позволяет установить как время включения, так и выключения. Максимальный интервал времени, который можно настроить для включения и выключения нагрузки, составляет 99 часов 59 минут. В новой версии циклический параметр, который позволяет запустить реле в непрерывный цикл включения и выключения. Таймер может быть запрограммирован 4-мя кнопочными выключателями. Меню программирования, состояние реле и количество завершенных циклов отображаются на 16х2 LCD дисплее.
Таймер также сохраняет данные времени включения/выключения и циклический вариант в своей внутренней памяти EEPROM, поэтому он может сохранить эти значения даже после отключения питания питания – это защищает автоматику от сбоев. Прошивки для обоих микроконтроллеров PIC16F1847 и PIC16F628А будут в конце статьи.
Список функций программируемого реле
- Установка времени для срабатывания реле
- Вариант для циклического выполнения (максимум 100 циклов, после чего Таймер автоматически останавливается)
- Вкл/выкл диапазон: 0 до 99 часов 59 минут с шагом 1 мин
- Интерактивный пользовательский интерфейс и ЖК-дисплей
- Сигнал срабатывания – бипер
Схема реле на МК
Сначала об аппаратной части проекта. Она не сильно отличается от предыдущей версии за исключением нескольких улучшений, таких как оптоизоляция между микроконтроллером ввода/вывода и реле в цепи управления.
Питание: вся схема работает от стабилизированного блока питания 5В на LM7805. Чтобы уменьшить тепловыделение в регуляторе напряжения, рекомендуемое входное напряжение постоянного тока выбрано 9 В, оно может быть легко получено из сетевого адаптера. На плате расположен 2-контактный клеммный блок для нагрузки и стандартный 2.1 мм разъем для получения входного напряжения.
Вход и выход
Есть пять переключателей в этой схеме: один для сброса микроконтроллера, и четыре для данных, вводимых пользователем. Четыре кнопки это меню/+, выбор, ввод и старт/стоп. Их функции будут описаны в разделе программное обеспечение. ЖК-дисплей является стандартным HD44780 и управляется в 4-битном режиме. Распайка для ЖК-данных и сигналов управления показаны на рисунке. Светодиодная подсветка включается, привязкой её анодов к +5В, а катодом к общему проводу через 47 Ом резистор для ограничения тока.
Один транзистор 2N2222 нужен для включения реле. Коммутатор управляется через порт RB3 на PIC16F1847. Опторазвязка между микроконтроллером и драйвером реле выполнена с помощью оптрона 4N35. Проект также имеет пищалку (активная), которая пищит, когда реле изменяет свое состояние с вкл на выкл и наоборот. Реле и схема драйвера звукового сигнала показана на рисунке далее.
Микроконтроллер PIC16F1847 работает на частоте 4.0 МГц с помощью внешнего кварцевого резонатора. МК PIC16F628А и PIC16F1847 совместимы по выводам, так что схемы остаются неизменными для обоих микроконтроллеров.
Рисунки печатных плат
Управление таймером
Программируемый таймер получает команды от 4 кнопок. Их функции работают следующим образом:
- Меню/+: эта кнопка позволяет просматривать различные варианты меню, например, на время настройки, выключение установки времени и циклические настройки. Все параметры отображаются на ЖК-дисплее. Время Задается в формате ЧЧ:мм, и дает минимальное шаговое значение интервала 1 минута.
- Выбор: здесь можно выбрать отображаемый параметр меню на ЖК-дисплее, а также выбрать между часовой и минутной цифрами. Выбранная цифра увеличивается на 1 при нажатии кнопки меню+.
- Ввод: когда соответствующие часы и минуты установлены, нажатие кнопки Enter завершает ввод. Циклическая опция устанавливается также с помощью этой кнопки.
- Старт/стоп: данная кнопка предназначена для запуска и остановки таймера. После того, как все пользовательские настройки сохранены, данная кнопка должна быть нажата, чтобы запустить таймер. Если таймер уже включен, вы можете остановить его в любое время по нажатию этой кнопки.
Пример работы
Теперь давайте посмотрим, как это работает. Предположим, что реле времени должно быть включено через 15 минут на 10 минут. Как только таймер запускается после входа в вышеуказанное время, устройство включится через 15 минут и остается таким на 20 минут. После чего оно будет снова выключено. Если циклический параметр установлен на 1, то таймер будет работать в цикле и после еще 15 минут времени, реле включится на 10 минут, и так далее, пока не будет выполнено 100 циклов. После прохождения 100-го цикла, таймер автоматически останавливается. Количество завершенных циклов отображается на правой стороне первой строки ЖК-дисплея.
Прошивки для данного проекта разработаны с использованием компилятора mikroC Pro для pic. Вы можете скачать файлы проекта, включая исходный код и скомпилированный hex-файл по этой ссылке.
