Блок управления кухонной вытяжкой на микроконтроллере

Блок управления кухонной вытяжкой на микроконтроллере Atmega8 и 2-х датчиках температуры DS18B20.

Вытяжка на кухне вещь нужная, независимо от того вытяжка это над плитой или та что на стене, и в той и другой применяют вентиляторы и чаще всего с примитивным управлением, т.е. включить/выключить и делать это нужно вручную. Вот чтобы избавить нас от этой «утомительной» процедуры данный блок и предназначен. Устройство предназначено для управление асинхронным двигателем переменного тока с напряжением 220в. Устройство в общем то примитивное, но очень удобное. Один раз настроить параметры и про вытяжку можно забыть, она будет работать автоматически. Поскольку конструкции вытяжек разные, данное устройство позиционируется как встраиваемый блок, поэтому вдаваться в детали конструкции самой вытяжки не буду, опишу только сам блок управления.

Схемы

Блок питания устройства трансформаторный с линейным стабилизатором 7805, в принципе можно использовать любой маломощный блок питания на 5в, но обязательно с гальванической развязкой от сети.

Микроконтроллер ATmega8 работает на частоте 8МГц поэтому можно использовать практически любой.

Защитные диоды D1, D3-D21, D23, D24 – были заложены в схему из за проблем с предыдущей версией, на текущей версии у меня в их установке необходимости не возникло. т.е. в принципе можно не ставить.

Силовая часть с опторазвязкой выполнена на MOC3041 и BT139.

Блок индикации выполнен на дисплее Nokia 1202 со всей необходимой обвязкой, это стабилизатор питания дисплея на 3,3в, полевой транзистор для управления яркостью подсветки и входные делители. Этот блок является универсальным я использую его в различных конструкциях, одна из них уже была здесь опубликована, это индикатор топлива.

Платы

Если заметили фотография не соответствует макету платы, фото платы текущей версии не оказалось, а разбирать все ради пару фото проблематично, поэтому прилагаю фото предыдущей версии, чтобы наглядно было видно как это выглядит, поскольку внешний вид со стороны деталей изменился незначительно.

Плата дисплея:

Дисплей сначала припаивается со стороны деталей, затем заворачивается и фиксируется на двухсторонний скотч. При необходимости можно еще зацепить за уголок тонкой проволчкой. Чтобы не повредить шлейф дисплея плату в месте перегиба желательно скруглить, чтобы не было острых углов.

Плата управления

Для этой платы нет схемы, но в ней и нет необходимости, на ней установлены только 4 кнопки, если использовать другие кнопки и монтаж сделать навесным, тогда эта плата не нужна.

Подключение

Сетевое питание и вентилятор подключаются через клемник

Дисплей и клавиатура подключаются шлейфами к соответствующим одноименным контактам на плате процессора.

Датчики температуры подключаются параллельно, но для удобства имеют отдельные разъемы. Один датчик размещается непосредственно в рабочей зоне вытяжки, там где нужно зафиксировать увеличение температуры, второй датчик размещается в любом месте где на него не оказывают влияния какие либо нагревательные приборы, для фиксации температуры в помещении.

Разъем RJ45, на передней панели, для внутрисхемного программирования, платы не имеет, шлейф с него идет на соответствующий разъем на плате процессора.

Кнопка «Сброс» тоже подключена к разъему для программирования контакты P_RES и P_GND.

Управление

Для управления предусмотрены 4 кнопки: Menu, Up, Down, Ok

В рабочем режиме эти кнопки действуют следующим образом:
Menu – переход в режим настроек
Up – Переход в ручной режим с включением вентилятора
Down – Переход в ручной режим с выключением вентилятора
Ok – Переключение Ручной/Автоматический режим

В режиме настроек кнопки действуют следующим образом:
Menu – Переход в рабочий режим
Up – Увеличение значения выбранного параметра
Down – Уменьшение значения выбранного параметра
Ok – Цикличное перемещение, сверху в низ по пунктам меню

Индикация

1 – Температура в помещении
2 – Температура в рабочей области вытяжки
3 – Температура при которой вентилятор включится/выключится
4 – Стрелка вверх — вентилятор включится при указанной температуре, стрелка вниз – вентилятор выключится при указанной температуре
5 – Индикатор работы вентилятора плюс отображение циклов ожидание/измерение
6 – Индикатор ручного/автоматического режима
7 – Графический индикатор разницы температуры в рабочей зоне и температуры включения/выключения вентилятора

Режим подсветки индикатора включается в режиме настроек и когда включен вентилятор.

В прилагаемом видео процесс отображения информации и работа устройства показаны более наглядно.

Прошивка МК

Прошиваем FLASH и EEPROM, файлы прилагаются.

Фьюзы

Выставляем следующим образом

Настройка

Правильно собранное и прошитое устройство начинает работать сразу и в аппаратной настройке не нуждается.

Установки

Разница температуры включения – устанавливает сколько градусов должна составлять разница между температурой в рабочей области вытяжки и температурой в помещении, чтобы включился вентилятор (по умолчанию 5 градусов)

Разница температуры выключения – устанавливает на сколько градусов должна составлять разница между температурой в рабочей области вытяжки и температурой в помещении, чтобы вентилятор выключился (по умолчанию 3 градуса)

Яркость – устанавливает яркость подсветки от 0 до 255 (по умолчанию 150)

В архиве вся информация по устройству: схемы, платы в формате DipTrace, монтажные платы в формате jpg, прошивка, исходники на С под CodeVisionAVR

У меня это устройство работает без проблем уже не один год, но тем не менее

Помните это все таки не профессиональное устройство, поэтому стандартно предупреждаю: Если Вы будете собирать это устройство, Вы собираете его на свой страх и риск, автор не несет никакой ответственности за последствия использования этого устройства!

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Автоматическая вытяжка на кухню

Тема сегодняшней самоделки — кухонная вытяжка над газовой плитой. Вы забыли выключить её после приготовления еды? Такое часто случается с людьми дома. Если у кого-то есть дорогая вытяжка с датчиком пара и таймером, проблем нет. Но такие имеются далеко не у каждого, а дополнить дешевую модель автоматикой хочется, так что придётся сделать это самому.

Принципиальная схема автомата для кухонной вытяжки

Схема состоит из нескольких систем:

система реле управления двигателем и освещения.
панель управления, находящаяся за пределами вытяжки.
источник питания схемы 12 В
два датчика температуры DS18b20.

Это дает возможность измерять температуру в двух местах, то есть над плитой и на удаленной панели, в которой имеется процессор, который вычисляет разницу этих температур. В зависимости от величины этой разности процессор включает одну из трех скоростей вентилятора, отправив соответствующую команду в систему управления реле. Если температура выше вытяжки начинает снижаться и выравниваться с температурой панели, скорость вентилятора падает до полного выключения.

Причина внешней панели в том, что в данном экземпляре есть оригинальные переключатели управления в месте, которое не очень хорошо доступно, поэтому панель на фото дает неплохое удобство.

Дисплей Lcd является только информативным, он показывает считывание температуры с двух датчиков и разницу между ними. Кнопка возле желтого светодиода включает освещение, светодиод информирует об этом, кнопки +/- активируют скорости 1 2 3 (красная светодиодная индикация сообщает, какая передача), кнопка возле зеленого светодиода включает и выключает режим «Авто». Светодиод вывода Atmega PB0 может и не понадобиться, он только сообщает, что процессор отправил команду в систему передачи данных.

Панель имеет четыре кнопки управления: освещение, мотор, ручное управление и автоматическое включение. В автоматической функции схема работает так: примерно через 10 секунд после установки, например, чайника с водой, вентилятор включается и автоматически отключается после закипания. Потребовалось немного времени для управления всей системой, поэтому на панели есть разъем, к которому вы можете подключить дисплей и регулярно следить за температурой. Простая конструкция, и теперь не нужно помнить включить или выключить вытяжку!

Почему тут использован второй контроллер? Каждая идея может быть решена по-разному. Первоначально панель с кнопками должна была находиться за корпусом, а реле — в середине вытяжки. Но не хотелось вытаскивать кучу проводов, поэтому был придуман простой способ отправить восемь команд по одному проводу.

Что касается использования датчика, через короткое время он наверняка загрязнится и это приведет к погрешности показаний. Но после 3-х месяцев использования этого устройства всё ОК, так что этого решения вполне достаточно. Важно чтобы датчик вне вытяжки находился вдали от неё, в данном случае около 50 см. Файлы проекта прилагаются.

Автомат управления кухонной вытяжкой на МК.

Captain

Информация Неисправность Прошивки Схемы Справочники Маркировка Корпуса Сокращения и аббревиатуры Частые вопросы Полезные ссылки

Справочная информация

Этот блок для тех, кто впервые попал на страницы нашего сайта. В форуме рассмотрены различные вопросы возникающие при ремонте бытовой и промышленной аппаратуры. Всю предоставленную информацию можно разбить на несколько пунктов:

Диагностика
Определение неисправности
Выбор метода ремонта
Поиск запчастей
Устранение дефекта
Настройка

Учитывайте, что некоторые неисправности являются не причиной, а следствием другой неисправности, либо не правильной настройки. Подробную информацию Вы найдете в соответствующих разделах.

Неисправности

Все неисправности по их проявлению можно разделить на два вида — стабильные и периодические. Наиболее часто рассматриваются следующие:

не включается
не корректно работает какой-то узел (блок)
периодически (иногда) что-то происходит

Если у Вас есть свой вопрос по определению дефекта, способу его устранения, либо поиску и замене запчастей, Вы должны создать свою, новую тему в соответствующем разделе.

О прошивках

Большинство современной аппаратуры представляет из себя подобие программно-аппаратного комплекса. То есть, основной процессор управляет другими устройствами по программе, которая может находиться как в самом чипе процессора, так и в отдельных микросхемах памяти.

На сайте существуют разделы с прошивками (дампами памяти) для микросхем, либо для обновления ПО через интерфейсы типа USB.

Прошивки ТВ (упорядоченные)
Запросы прошивок для ТВ
Прошивки для мониторов
Запросы разных прошивок
. и другие разделы

По вопросам прошивки Вы должны выбрать раздел для вашего типа аппарата, иначе ответ и сам файл Вы не получите, а тема будет удалена.

Схемы аппаратуры

Начинающие ремонтники часто ищут принципиальные схемы, схемы соединений, пользовательские и сервисные инструкции. Это могут быть как отдельные платы (блоки питания, основные платы, панели), так и полные Service Manual-ы. На сайте они размещены в специально отведенных разделах и доступны к скачиванию гостям, либо после создания аккаунта:

Схемы телевизоров (запросы)
Схемы телевизоров (хранилище)
Схемы мониторов (запросы)
Различные схемы (запросы)

Внимательно читайте описание. Перед запросом схемы или прошивки произведите поиск по форуму, возможно она уже есть в архивах. Поиск доступен после создания аккаунта.

Справочники

На сайте Вы можете скачать справочную литературу по электронным компонентам (справочники, таблицу аналогов, SMD-кодировку элементов, и тд.).

Справочник по транзисторам
ТДКС — распиновка, ремонт, прочее
Справочники по микросхемам
. и другие .

Информация размещена в каталогах, файловых архивах, и отдельных темах, в зависимости от типов элементов.

Marking (маркировка) — обозначение на электронных компонентах

Современная элементная база стремится к миниатюрным размерам. Места на корпусе для нанесения маркировки не хватает. Поэтому, производители их маркируют СМД-кодами.

Package (корпус) — вид корпуса электронного компонента

При создании запросов в определении точного названия (партномера) компонента, необходимо указывать не только его маркировку, но и тип корпуса. Наиболее распостранены:

DIP (Dual In Package) – корпус с двухрядным расположением контактов для монтажа в отверстия
SOT-89 — пластковый корпус для поверхностного монтажа
SOT-23 — миниатюрный пластиковый корпус для поверхностного монтажа
TO-220 — тип корпуса для монтажа (пайки) в отверстия
SOP (SOIC, SO) — миниатюрные корпуса для поверхностного монтажа (SMD)
TSOP (Thin Small Outline Package) – тонкий корпус с уменьшенным расстоянием между выводами
BGA (Ball Grid Array) — корпус для монтажа выводов на шарики из припоя

Краткие сокращения

При подаче информации, на форуме принято использование сокращений и аббревиатур, например:

Сокращение	Краткое описание
LED	Light Emitting Diode — Светодиод (Светоизлучающий диод)
MOSFET	Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor — Полевой транзистор с МОП структурой затвора
EEPROM	Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory — Электрически стираемая память
eMMC	embedded Multimedia Memory Card — Встроенная мультимедийная карта памяти
LCD	Liquid Crystal Display — Жидкокристаллический дисплей (экран)
SCL	Serial Clock — Шина интерфейса I2C для передачи тактового сигнала
SDA	Serial Data — Шина интерфейса I2C для обмена данными
ICSP	In-Circuit Serial Programming – Протокол для внутрисхемного последовательного программирования
IIC, I2C	Inter-Integrated Circuit — Двухпроводный интерфейс обмена данными между микросхемами
PCB	Printed Circuit Board — Печатная плата
PWM	Pulse Width Modulation — Широтно-импульсная модуляция
SPI	Serial Peripheral Interface Protocol — Протокол последовательного периферийного интерфейса
USB	Universal Serial Bus — Универсальная последовательная шина
DMA	Direct Memory Access — Модуль для считывания и записи RAM без задействования процессора
AC	Alternating Current — Переменный ток
DC	Direct Current — Постоянный ток
FM	Frequency Modulation — Частотная модуляция (ЧМ)
AFC	Automatic Frequency Control — Автоматическое управление частотой

Частые вопросы

После регистрации аккаунта на сайте Вы сможете опубликовать свой вопрос или отвечать в существующих темах. Участие абсолютно бесплатное.

Кто отвечает в форуме на вопросы ?

Ответ в тему Автомат управления кухонной вытяжкой на МК. как и все другие советы публикуются всем сообществом. Большинство участников это профессиональные мастера по ремонту и специалисты в области электроники.

Как найти нужную информацию по форуму ?

Возможность поиска по всему сайту и файловому архиву появится после регистрации. В верхнем правом углу будет отображаться форма поиска по сайту.

По каким еще маркам можно спросить ?

По любым. Наиболее частые ответы по популярным брэндам — LG, Samsung, Philips, Toshiba, Sony, Panasonic, Xiaomi, Sharp, JVC, DEXP, TCL, Hisense, и многие другие в том числе китайские модели.

Какие еще файлы я смогу здесь скачать ?

При активном участии в форуме Вам будут доступны дополнительные файлы и разделы, которые не отображаются гостям — схемы, прошивки, справочники, методы и секреты ремонта, типовые неисправности, сервисная информация.

Полезные ссылки

Здесь просто полезные ссылки для мастеров. Ссылки периодически обновляемые, в зависимости от востребованности тем.

Блок управления кухонной вытяжкой на микроконтроллере

Блок управления кухонной вытяжкой на микроконтроллере Atmega8 и 2-х датчиках температуры DS18B20.

Схемы

Микроконтроллер ATmega8 работает на частоте 8МГц поэтому можно использовать практически любой.

Силовая часть с опторазвязкой выполнена на MOC3041 и BT139.

Платы

Плата дисплея:

Дисплей сначала припаивается со стороны деталей, далее заворачивается и фиксируется на 2-хсторонний скотч. При необходимости можно ещё зацепить за уголок тонкой проволчкой. Чтобы не повредить шлейф дисплея плату в месте перегиба желательно скруглить, чтобы не было острых углов.

Плата управления

Для этой платы нет схемы, но в ней и нет необходимости, на ней установлены лишь 4 кнопки, если использовать другие кнопки и монтаж сделать навесным, тогда эта плата не нужна.

Подключение

Сетевое питание и вентилятор подключаются через клемник

Дисплей и клавиатура подключаются шлейфами к соответствующим одноименным контактам на плате процессора.

Кнопка «Сброс» тоже подключена к разъему для программирования контакты P_RES и P_GND.

Управление

Для управления предусмотрены 4 кнопки: Menu, Up, Down, Ok

Индикация

Режим подсветки индикатора включается в режиме настроек и когда включен вентилятор.

В прилагаемом видео процесс отображения информации и работа устройства показаны более наглядно.

Прошивка МК

Прошиваем FLASH и EEPROM, файлы прилагаются.

Фьюзы

Выставляем следующим образом

Настройка

Правильно собранное и прошитое устройство начинает работать сразу и в аппаратной настройке не нуждается.

Установки

Яркость – устанавливает яркость подсветки от 0 до 255 (по умолчанию 150)

У меня это устройство работает без проблем уже не один год, но тем не менее

Список радиоэлементовОбозначение
Тип
Номинал
Количество
ПримечаниеМагазинМой блокнот

Плата процессораU1
МК AVR 8-битATmega81
U2
ОптопараMOC3041M1
U4
Линейный регуляторLM78051
D1, D3-D21, D23, D24
Диод ШотткиSK2422
D22
Защитный диодSMBJ5.0CA1
Стабилитрон 51вT2
СимисторBT139-8001
C1, C3, C10
Конденсатор0.1 мкФ3
С2
Электролитический конденсатор1000мкФ 10В1
С4-С7
Конденсатор0.01 мкФ4
С8
Электролитический конденсатор1000мкФ 25В1
C9
Конденсатор0.01мкФ 630В1
R1-R3, R5, R6
Резистор10 кОм5
R4
Резистор4.7 кОм1
R14, R16
Резистор330 Ом2
R15
Резистор360 Ом1
R17
Резистор39 Ом1
T1
Трансформатор220/7 В1
FU1
Предохранитель0.5А1
Плата дисплеяVT1
MOSFET-транзисторIRLML2803TR1

Линейный регуляторREG1117-331
С1
Электролитический конденсатор1мкФ 6.3В1
R1-R4
Резистор470 Ом4
R5-R8
Резистор1 кОм1
R9
Резистор200 Ом1
R10
Резистор2 кОм1
LCD1
LCD-дисплейNokia 12021
Плата управления
Кнопка тактоваяKAN1211-1201B4
Вне платы
Кнопка тактоваяKAN1211-1201B1

бЛог инженера

Архивы

Полезные ссылки

Инженерные изыскания
Лига инженеров-геодезистов
Фотостудия в Санкт-Петербурге

Регистрация
Войти
Лента записей
Лента комментариев
WordPress.org

Автоматическое управление вентилятором вытяжки

Прошло уже довольно много времени с момента опубликования первой статьи о датчике влажности/температуры DHT21, а я так ни разу не описал варианты его применения, которые нашёл для себя полезными. Кроме того, в связи с различными переменами у меня в жизни, времени на хобби, не приносящее дохода (не считая косвенного), осталось меньше. Лабораторию свою я перенёс на балкон, который не отапливается, и зимой там довольно грустно что-то созидать.
Итак, самое банальное, для чего может быть применён описываемый датчик DHT21, — это простое управление вентилятором вытяжки для контроля влажности воздуха в ванной (знаю, знаю – из пушки по воробьям, усложнение себе жизни, давайте, закидайте меня камнями, ага, но свой профит я получил). Just for fun! Неожиданная такая игра слов, да.

Всё, что нужно для сбора конструкции управления вентилятором вытяжки ванной, — уже было описано ранее, нужные кабели были заложены ещё во время ремонта. Сейчас меня опять должны забросать камнями, раскритиковать и дать тонну ссылок на беспроводные варианты решения (например esp2866). Хотя решение на проводах и противоречивое и имеет некоторые минусы, однако я считаю его наиболее надёжным и защищённым, в том числе и от всяких модных ныне DDOS с помощью Интернета вещей (paranoia mode=ON).
Итак, блоки конструкции:
— собственно вентилятор вытяжки;
— коммутационный модуль;
— датчик DHT21;
— блок управления на микроконтроллере msp430g2553.
Пару слов о компонентах.

Вентилятор вытяжки – довольно удачной конструкции, солидной производительности и что очень важно, — достаточно тихий. Производителем предусмотрено крепление для штатного датчика, — вероятно существуют аналогичные модели с родной системой управления и контроля влажности воздуха.

Модуль коммутации здесь закрыт, так как на нём присутствует опасное напряжение сети, особенностей у него нет, и описан ранее (4 канала коммутации на 5В реле). Ниже, в открытой коробочке – блок управления с преобразователем питания. Один блок питания от почившей коробочки для жёсткого диска здесь питает кроме блока управления, блока коммутации, ещё и роутер.

Датчик DHT21. Для обеспечения помехоустойчивости подключён витой парой с двумя терминальными резисторами с каждой стороны, фильтрующим конденсатором на питании. Питается 5В, от 3,3В работал очень нестабильно. На входе микроконтроллера – схема преобразования уровней, чтобы на вход не прилетели ни 5В, ни какая-нибудь статика (защитный стабилитрон).

И наконец – вся конструкция в сборе.
Логика управления вентилятором вытяжки ванной – довольно примитивная и совсем не гибкая, так как чтобы её изменить – нужно перепрошивать контроллер. На будущее в планах – добавить включение по таймеру, запрет включения на момент присутствия людей и принудительное включение после отключения освещения ванной на некоторое время даже при нормальной влажности.
Пока же вентилятор включается при увеличении влажности воздуха в ванной выше 70%, а отключается – при снижении до 60. Значения подобраны экспериментально для наших местных особенностей. Возможно подключение индикатора на tm1628 для отображения текущих значений влажности и температуры.
Ссылку на программу размещу чуть позднее, так как нахожусь далеко, но там ничего сложного, логика очень простая.

Блок управления кухонной вытяжкой на микроконтроллере

Блок управления кухонной вытяжкой на микроконтроллере

2 Схемы

Автоматическая вытяжка на кухню

Принципиальная схема автомата для кухонной вытяжки