СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2011-8

Существует множество бытовых уст ройств, которые необходимо периоди чески включать на определённые ин тервалы времени в течение суток и в различные дни недели. Это нагревате ли, вентиляторы, насосы для полива, осветители и т.п. Одну из таких задач – периодически включать и выключать бытовой прибор – решает описывае мое реле времени. Применение микро контроллеров (МК) позволяет реали зовать подобные устройства с большим набором полезных возможностей. Принципиальная схема предлагае мого реле времени (далее – устрой ство) на базе микроконтроллера AT902313 10PI представлена на рисун ке 1. Рассмотрим основные функции устройства. В нём предусмотрено два режима работы: режим задания пара метров (режим№1) и рабочий режим (режим № 2). Временная диаграмма рабочего цикла устройства в рабочем режиме приведена на рисунке 2. В режиме № 1 с клавиатуры устрой ства задаются значения интервалов включения Т1 и выключения Т2, счёт времени запрещён. Симисторный блок А1 закрыт, нагрузка, подключаемая к соединителю Х1 устройства, отклю чена от сетевого напряжения. В уст ройстве предусмотрено задание ин тервалов Т1 и Т2, как в минутах, так и в секундах, в диапазоне от 999 до 1 с дискретностью1. Визуально значения Т1 и Т2 можно контролировать на трёхразрядном дисплее. Диапазон за дания Т1 и Т2 позволяет применить предлагаемое устройство для реали зации эффекта присутствия хозяев в доме. В режиме№2 происходит обратный отсчёт заданных интервалов Т1 и Т2 в рабочем цикле. В интервале времени Т2 ключ на транзисторах VT1, VT2 за крыт, блок А1 закрыт, нагрузка отклю чена от сетевого напряжения. В интер вале времени Т1 ключ на транзисто рах VT1, VT2 открыт, симисторный блок открыт, нагрузка подключена к сетевому напряжению. Периодически, ПРАКТИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 54 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2011 один раз в секунду, мигает точка h ин дикатора HG3. Подробнее рабочий цикл устройства будет описан ниже. Канал управления нагрузкой (вы вод 11микроконтроллераDD1) собран на транзисторах VT1, VT2 и симистор номблокеА1. СпортаРВмикроконтрол лер DD1 управляет клавиатурой (кноп ки S1 – S8) и динамической индика цией, которая собранана транзисторах VT3–VT5и семисегментныхиндикато рах HG1 – HG3. Коды для включения индикаторов HG1 – HG3 при функцио нировании динамической индикации поступают на вход PВ микроконтрол лера DD1; для функционирования кла виатуры задействован вывод 7. Интерфейс устройства содержит кла виатуру (кнопки S1 – S8), блок индика ции (дисплей) на трёх семисегментных индикаторах HG1 – HG3, индикаторы HL1, HL2 и лампу Н1. Элементы интер фейса управления и контроля имеют следующее назначение: ● S1 ( ) – увеличение на единицу зна чения, индицируемого на дисплее, при установке времени в минутах (секундах); при удержании кнопки более 5 с значение времени, инди цируемое на дисплее, увеличивает ся на 5 единиц за 1 с; ● S2 ( ) – уменьшение на единицу зна чения, индицируемого на дисплее, при установке времени в минутах (секундах); при удержании кнопки более 5 с значение времени, инди цируемое на дисплее, уменьшается на 5 единиц за 1 с; ● S3 (C) (старт/стоп) – кнопка запус ка/останова устройства в режиме № 2. В рабочем цикле (который пе риодически повторяется) происхо дит обратный отсчёт заданных ин тервалов времени Т1 и Т2; с первым нажатием кнопки нагрузка подклю чается к сетевому напряжению, и происходит обратный отсчёт задан ного интервала Т1; ● S4 (Р) (режим) – кнопка выбора режима работы: режим № 1 или ре жим№ 2; ● S5 (В1) (выбор) – кнопка выбора ин тервалов Т1 или Т2; ● S6 (В2) (выбор) – кнопка выбора ре жима работы: минуты или секунды; ● S7 (О) (обнуление) – кнопка экстрен ного обнуления заданных парамет ров Т1 и Т2 и выключения нагрузки; ● S8 (В3) (вкл./выкл.) – кнопка при нудительного (ручного) включения/ выключения нагрузки, вне зависи мости от того, в каком режиме нахо дится устройство. Каждое нажатие данной кнопки изменяет состояние нагрузки на противоположное. Дан ная кнопка необходима при провер ке работоспособности канала управ ления нагрузкой, а также для вклю чения нагрузки в режиме № 2 в интервале времени Т2; ● HL1 – индикатор режима работы уст ройства: горит – режим № 2, пога шен – режим№ 1; ● HL2 – индикатор интервалов Т1 и Т2. Если HL1 горит, на дисплее индици руетсяинтервалТ1. ЕслиHL1погашен, надисплееиндицируетсяинтервалТ2. Разряды индикации интерфейса имеют следующее назначение: ● 1 й разряд (индикатор НG3) отобра жает единицы минут (единицы се кунд) интервалов Т1 и Т2; ● 2 й разряд (индикатор НG2) отобра жает десятки минут (десятки секунд) интервалов Т1 и Т2; ● 3 й разряд (индикатор НG1) отобра жает сотни минут (сотни секунд) ин тервалов Т1 и Т2. Лампа Н1 позволяет визуально кон тролировать факт подключения на грузки к сетевому напряжению. Чтобы запустить устройство, необходимо за дать интервалы Т1, Т2, перевести его в режим№ 2 и нажать кнопку S3 (C). Сразу после подачипитанияна выво де 1микроконтроллераDD2 через цепь формируется сигнал системного аппа ратногосбросамикроконтроллераDD1. Инициализируются регистры, счётчи ки, стек, таймер Т/С1, сторожевой тай мер, порты ввода/вывода. При инициа лизации МК транзисторный ключ вы ключен. На индикаторах HG1 – HG3 индицируютсянули; индикаторHL1по гашен; индикатор HL2 горит. Формирование точных временных интервалов длительностью 1 с осу ществляется с помощью прерываний Реле времени на микроконтроллере Сергей Шишкин (Нижегородская обл.) Описано реле времени на базе микроконтроллера AT902313 10PI и соответствующее программное обеспечение для микроконтроллера AVR. © СТА-ПРЕСС