АСТРОТАЙМЕР v.6.9
Принципиальная схема.
Для того чтобы облегчить труд человека и для экономии электроэнергии, опять же из-за забывчивости человека, в практике применяются всевозможные автоматы. В частности автоматические выключатели наружного освещения. В основе их работы для удешевления схемы применяют фотооптику и компараторы. Недостатки очевидны: фотоприемник нужно установить в определенное место, защитив от природных осадков, пыли и постороннего света. Из-за чего приходится устройство размещать в неблагоприятных условиях (вне помещений) и тщательно герметизировать и утеплять, изобретать защиту от постороннего света, влаги и защиту фотоприемника. В зимнее время фотодатчик будет обмерзать и забиваться снегом.
Данное устройство лишено этих недостатков. Его можно расположить непосредственно в электрощите рядом с контактором (магнитным пускателем, выключателем). Питание осуществляется от этой же сети.
В основу работы устройства положен математический расчет астрономических явлений, таких как восход и заход солнца. В книге Я. Меёуса «Астрономические формулы для калькуляторов» (М., «Мир» 1988 г.) были опубликованы очень точные формулы для астрономических расчетов. В 1989 году О.Монтенбрук и Т.Пфлегер в книге «Астрономия с персональным компьютером» выложили основы применения математических формул для машинных языков высокого уровня Pascal и C.
Что есть современный компьютер – это микро ЭВМ. Почему бы эти изыскания не применить к AVR микроконтроллерам. Выбор пал на Atmega8 из-за относительной дешевизны. Индикатор семисегментый светодиодный на четыре знакоместа. Часы реального времени (DS1307) с батареей (CR2032), а также использование eeprom позволяет запоминать настройки в случае пропадания сетевого питания. Схема довольно простая и под силу радиолюбителю средней квалификации. Печатная плата изготовлена методом ЛУТ, поэтому дорожки выполнены утолщенными, со стороны деталей проложены перемычки из одножильного луженого провода диаметром 0,5 мм. Микросхемы в DIP корпусе. Математика в программе расчета восхода и захода солнца довольно сложная, но даже микроконтроллер с тактовой частотой в один мегагерц справляется быстро, то есть при программировании нового МК, фьюзы установлены по умолчанию.
Особенности программы.
1. Основные данные сохраняются в EEPROM и восстанавливаются при перезагрузке микроконтроллера.
2. Применена динамическая индикация, ток ограничем пятью миллиамперами, при применении индикатора SR410281K повышенной яркости, индикация яркая, легко различаемая даже на свету. Все восемь одновременно зажженых сегмента индикатора не дадут ток более 40 миллиампер (предельный ток выхода микроконтроллера). Микроконтроллер абсолютно холодный.
3. Применен watchdog, при зависании микроконтроллера произойдет перезагрузка.
4. В стабилизаторе +5 вольт стоит мощная микросхема 7805 в корпусе ТО220, что расширяет диапазон питающих напряжений с 9 до 35 вольт.
5. При использовании IRF840 с радиатором и диодного моста на 8 ампер, можно управлять нагрузкой до 1.6 киловатта.
6. Моменты включения и выключения вычисляются по гражданским сумеркам, что дает большее удобство. Расчет по закату и восходу менее рациональный, так как после захода солнца еще некоторое время довольно светло и за несколько минут до восхода тоже уже светло. Это дает экономию электричества допустим в марте у нас на севере два часа в сутки.
7. Дополнительную экономию можно включить в меню таймера, допустим с часа ночи и до 5 утра свет не нужен. Удобно для светящейся рекламы.
8. Применена RTC микросхема с аварийным батарейным питанием, что дает сохранность времени и даты. Также от этой микросхемы синхронизирована мигающая секундная точка на индикаторе. Сразу видно, что обе микросхемы работают.
9. В меню выставляются координаты и временная зона, поэтому устройство применимо для любого региона. Также предусмотрен перевод на зимнее и летнее время, по умолчанию выключен.
10. Погрешность вычисления времени начала гражданских сумерек не более 1 минута, обычно не более 10 сек.
11. Управление производится тремя кнопка «Ввод», «+» и «-».
Вырезаем заготовку из фольгированного стеклотекстолита размером 54х69 мм. Зачищаем мелкой наждачкой и обезжириваем тампоном, смоченным ацетоном. В качестве тампона я использую высохшие салфетки для экранов ТФТ/ЖК/ЛЦД. На лазерном принтере печатаем рисунок платы (не зеркалить). В настройках принтера выключаем экономию тонера, рисунок темнее, контрастность полная. Стопроцентную гарантию дает применение мелованной глянцевой бумаги из журналов.
Должно получиться примерно так.
Заготовку накладываем на рисунок, не прикасаясь к поверхности фольги. Заворачиваем концы бумаги на плату, чтобы она не елозила. На утюге регулятор температуры ставим на двойку. Прогреваем утюг. Под плату подкладываем лист писчей(офисной) бумаги, сложенной в четверо и ставим сверху утюг. Прогреваем этот «пирог» в течение 10 минут. Переворачиваем плату и накрываем утюгом. Греем еще пять минут и затем аккуратно, без сильного нажима, проглаживаем бумагу, пока не начнет выступать рисунок платы. Осторожно кладем на холодное место плату и даем остыть до комнатной температуры. Остывшую плату замачиваем в теплой воде минут на 10. Затем осторожно отделяем бумагу и в проточной воде начинаем смывать остатки бумаги, протирая пальцами. Иногда между дорожками бумага не смывается до конца. Тогда готовим слабый раствор уксуса или лимонной кислоты, опускаем туда плату. Будет небольшой пшик, это растворятся остатки мела в кислоте и тщательно промываем плату. Если вдруг обнаружится, что некоторые проводники плохо пропечатались, подправляем радиомаркером R-teck. Травим в хлорном железе и лудим в расплаве Розе, затем распаиваем радиодетали.
Вид распаяной платы.
Первое включение.
После того, как мы распаяли плату, тщательно ее промываем кисточкой, смоченной сначала в бензине и затем смоченной в ацетоне. Просушиваем. Программируем микроконтроллер двумя прошивками. Flash файлом с расширением *.hex или *.rom, EEPROM *.eep.
Проверяем на наличие ошибок и коротышей. Подключаем питание, сначала на несколько секунд появляется заставка с версией прошивки, за это время заряжается конденсатор управления затвором мосфет и запускается программа, вычисляющая время моментов гражданских сумерек, далее она будет запускаться один раз в сутки в 00:00 часов и подпрограмма, решающая включить или выключить свет. Эта подпрограмма запускается каждую минуту. Нажав кнопку «Ввод», левая когда индикатор внизу, выставляем Lt широту, Ln долготу, 2n зону, 2018 год, Г⅂ месяц, dn день, hr часы, nn минуты, tu время выключения и tn время включения в ночное время для экономии энергии, чтобы отключить эту опцию, нужно выставить одинаковое время. Допустим 00 и 00. Следующее нажатие переведет в рабочий режим с отображением времени с мигающей секундной точкой. Устройство готово к работе. Номиналы деталей допускают отклонения в разумных пределах +-20%.
Начало светлого времени
Начало темного времени
Данные рассчитаны для широты 69, долготы 33, временная зона 3. Для проверки расчетов данные брались с сайта.
Дополнительная информация.
Это относится к тем, кому трудно изготовить плату самостоятельно. Заходим на сайт, расплачиваться можно несколькими способами, в том числе и картой банка.
Щелкаем по кнопочке «Add your gerber file», выбираем ваши гербер файлы, при изготовлении астротаймера выбираем Proteus_LED_smd(GR) - CADCAM.ZIP прямо в сжатом виде. Через несколько секунд видим рисунок платы. По умолчанию 10 плат стоят 2 доллара.
Выбираем «SAVE TO CART» и переходим к оформлению заказа. Дополнительная плата за тоставку появится в итоговой сумме. Проверить и просмотреть вид платы можно нажав «Gerber Viewer», там будет два вида Top и Bottom.
Мои файлы, исходники в CodeVisionAVR, проекты в Proteus, гербер файлы, PDF файлы, рисунки прилагаются. Архив zip.
Приложение:
Посмотреть онлайн файл: bottomgr.pdf
Посмотреть онлайн файл: bottom_smd.pdf
Посмотреть онлайн файл: proteus_led_smdgr.pdf
Посмотреть онлайн файл: proteus_led_smd.pdf
Посмотреть онлайн файл: topgr.pdf
Посмотреть онлайн файл: top_smd.pdf
Посмотреть онлайн файл: astrotaymer2.doc
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
