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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Orologio-sveglia-termometro con telecomando IR. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Regolatori di potenza, termometri, stabilizzatori di calore Il dispositivo offerto all'attenzione dei lettori è realizzato su una base di elementi moderni e si differenzia dai progetti precedentemente pubblicati sulla rivista per le funzionalità avanzate e l'utilizzo di un telecomando IR per controllarlo. Il dispositivo descritto è progettato per indicare l'ora corrente, emettere segnali sonori in un determinato momento e indicare la temperatura in due punti (interno ed esterno) nell'intervallo -55 ... +99 °С con una precisione di ±1 ° C. L'ora e la temperatura vengono visualizzate alternativamente (rispettivamente per 10, 1 e 2 s). L'impostazione delle letture dell'orologio, l'ora della sveglia, lo spegnimento della sveglia, lo spegnimento e l'accensione dell'indicatore vengono eseguiti dal telecomando IR (DU). La sveglia suona con una pausa di 10 s: prima due brevi (circa 0,1 s) singoli, poi lo stesso numero di doppi (con una pausa di 0,1 s), e dopo di loro - due tripli (con lo stesso pausa). Dopo un minuto, vengono emessi segnali tripli ogni secondo fino allo spegnimento dell'allarme (questo "algoritmo" è comodo se un bambino dorme nella stanza). C'è una funzione Snooze (ripetizione del segnale dopo un certo tempo), che ti permette di dormire un po' di più dopo il primo segnale. Se l'indicatore è spento (ad esempio di notte, per non disturbare i bambini durante l'addormentamento), si accende quando suona la sveglia e mostra l'ora corrente finché non si spegne o entra in modalità Snooze. Si ha una breve risposta sonora alla pressione dei tasti del telecomando, indicazione (tramite LED) del passaggio dei comandi dal telecomando, alimentazione di backup in caso di mancanza di corrente (in questo caso la sveglia emette un segnale continuo) . Il diagramma schematico del dispositivo è mostrato in fig. 1. La sua base è il microcontrollore DD2 AT89C4051 [1]. Controlla il funzionamento di tutti i nodi. Include una memoria di programma non volatile (4 KB), RAM (128 byte), due timer, un sistema di interrupt, ecc.
Per un avvio affidabile e la protezione del microcontrollore da interruzioni di corrente, è stato utilizzato il microcircuito KR1171SP47 (DA1). Mantiene la sua uscita (pin 3) bassa quando la tensione di alimentazione è inferiore a 4,7 V. Il condensatore C6 ritarda la transizione allo stato log. 0 (ovvero l'avvio del microcontrollore) dopo che la tensione di alimentazione è salita al di sopra del livello di soglia. In casi estremi, questo chip può essere omesso utilizzando lo schema di ripristino standard consigliato da Atmel. Tuttavia, in questo caso, sono possibili guasti del dispositivo a causa di "guasti" nell'alimentazione. Il tabellone del dispositivo è composto da cinque indicatori digitali a LED SA08-11GWA di Kingbright. Indicazione - statica. Per ridurre la luminosità del bagliore, i diodi VD5 e VD6 sono inclusi nel circuito di alimentazione degli indicatori. Quando si visualizza l'ora, HG1 e HG2 mostrano rispettivamente decine e unità di ore, HG3 - trattini (-), HG4 e HG5 - decine e unità di minuti (ad esempio, 22-11), nella modalità di misurazione della temperatura, HG1 indica il suo segno ( solo per valori negativi) , e HG2, HG3 e HG4, HG5 sono rispettivamente un valore numerico e un'unità di misura (ad esempio -18°C per una sonda esterna e 23°C per una sonda ambiente, come evidenziato dalla " ." simbolo nella quarta cifra). Per controllare l'unità display sono state utilizzate solo tre uscite del microcontrollore: P1.2 (14) - per la trasmissione dei dati; P1.3 (15) - per eseguire lo strobe di ogni bit impostato su P1 2; P1.4 (16) - per inviare i dati caricati in DD3-DD7 alle loro uscite. Il chip 74HC595 [2] è un registro a otto bit con un ingresso seriale e un'uscita parallela con un latch. Ciò consente di caricare prima i dati al suo interno e solo successivamente di inviarli all'output. Le uscite possono essere trasferite al terzo stato. Ogni pin può fornire fino a 35 mA. Come orologio è stato utilizzato il microcircuito PCF8583 [3], che ha permesso di dimenticare che il tempo può perdersi in assenza di alimentazione (la precisione della frequenza dipende praticamente solo dal risonatore al quarzo ZQ1 a 32768 Hz). Il PCF8583 ha una memoria statica che viene utilizzata per determinare la prima volta che l'orologio viene acceso (per preparare sia il microcontrollore che l'orologio stesso per il normale funzionamento) e una sveglia hardware. Se il tempo impostato coincide con quello attuale, al pin INT (7) compare un livello logico basso. Di conseguenza, il circuito di alimentazione dell'emettitore elettromagnetico HA1 viene chiuso e viene applicato un segnale di interruzione all'uscita РЗ.З (7) del microcontrollore DD2. Inoltre, il segnale dall'uscita INT viene disattivato dal software e il controllo dell'emettitore passa al microcontrollore (tramite una chiave elettronica sui transistor ad effetto di campo VT1, VT2). L'orologio è controllato dal bus l2C, organizzato dal software (è assente nel microcontrollore). Per generare segnali sonori è stato utilizzato un emettitore elettromagnetico HSM1606X di JL World con un generatore integrato funzionante a una frequenza di circa 2200 Hz. La batteria GB1 viene utilizzata per alimentare il chip dell'orologio e l'emettitore di suoni in caso di interruzione di corrente nella rete. Come accennato, l'allarme in questo caso dà un segnale continuo, che può essere spento solo premendo il pulsante SB1. Per ricevere i segnali di controllo dal telecomando, è stato utilizzato un ricevitore IR integrato SFH506-36 di Siemens [4]. Questo chip è molto sensibile alle interferenze nel circuito di alimentazione, quindi include un filtro VD4C8C9. Il dispositivo è alimentato da un convertitore di tensione stabilizzato basato sul microcircuito MC34063 (analogo domestico - KR1156EU5). Il funzionamento di tali convertitori è descritto in dettaglio in [5] Il diagramma schematico del telecomando IR è mostrato in fig. 2. È realizzato sulla base di una piccola calcolatrice di fabbricazione cinese a forma di telefono cellulare (sono state utilizzate la custodia, la tastiera e la batteria, composta da due celle 389A). Il chip SAA3010 [6] (analogico - software INA3010D "Integrale") nel pacchetto SOIC è stato utilizzato come trasmettitore. Questo chip funziona nel sistema di controllo remoto IR RC-5, sviluppato da Philips per il controllo delle apparecchiature domestiche e ampiamente utilizzato (utilizzato in molti televisori, compresi quelli prodotti, ad esempio, dal software Horizon).
In modalità standby, SAA3010 consuma pochissima corrente, il che rende molto comodo l'uso del telecomando: non è necessario un interruttore di alimentazione separato. Il microcircuito entra nello stato attivo alla pressione di un qualsiasi pulsante e al suo rilascio ritorna in modalità microconsumo. Il numero di sistema del codice RC-5 utilizzato è 0 (per il controllo TV). Se necessario, ad esempio, per non interferire con il lavoro con la TV, se utilizza lo stesso standard, è facile passare a un'altra tabella di codifica. È anche possibile utilizzare un telecomando già pronto da qualsiasi elettrodomestico, se ci si occupa della transcodifica dei comandi. Puoi conoscere il funzionamento del telecomando IR RC-5 nell'articolo [7]. I chip DALLAS DS1621 sono utilizzati come sensori di temperatura remoti. Sono buoni perché usano l'interfaccia 12C per lo scambio, che abbiamo già generato a livello di codice. Ciò significa che possono essere collegati agli stessi pin del microcontrollore dell'orologio. L'errore di misurazione è interamente determinato dai sensori e non supera ±0,5 °С e la precisione dell'indicazione è di 1 °С. Informazioni più dettagliate sui sensori di temperatura digitali possono essere trovate sul sito web [8]. Qualche parola sulla posizione dei sensori. Quello esterno deve essere coperto dall'irraggiamento solare diretto e dai flussi d'aria a temperatura ambiente che penetrano attraverso le fessure dei telai, e quello interno va posizionato in modo che sia il più lontano possibile da oggetti riscaldanti (termosifoni, lampade, ecc. .). È auspicabile sigillare il sensore esterno per evitare la corrosione del circuito stampato, ecc. (l'autore ha utilizzato sigillante siliconico). La conduttività termica è ridotta da questo, ma con processi lenti, come i cambiamenti della temperatura atmosferica, questo è abbastanza accettabile.
Scopo dei pulsanti del telecomando: "TS" - impostazione dell'ora. Dopo averlo premuto, inserire l'ora nel formato 24 ore con zeri non significativi, ad es. il dispositivo passa alla modalità orologio. "BS" - impostazione dell'ora della sveglia. La procedura è simile all'impostazione dell'ora. "OFF" - disattiva l'allarme. Il pulsante SB2 nella cassa dell'orologio svolge la stessa funzione. "LED" - disabilita/abilita gli indicatori. La pressione di qualsiasi altro pulsante mentre la sveglia suona la mette in modalità Snooze. L'aspetto del telecomando e la vista dell'installazione dell'unità principale del dispositivo sono mostrati in fig. 3. I codici "firmware" del microcontrollore sotto forma di un file esadecimale sono mostrati nella tabella. Il programma è scritto in C. Ciò offre opportunità per ulteriori aggiornamenti. Il programma è stato sviluppato e compilato nell'ambiente integrato Keil mVision2 V2.36. Assembler - A51 versione V7.04, compilatore - C V7.04, linker - BL51 versione V5.02. Il file di progetto è termo.Uv2. Una descrizione dettagliata del compilatore si trova sul sito [9] (qui si può anche "scaricare" una versione demo.
Il programma di controllo viene scritto nel controller utilizzando il programmatore TURBO. Prima della programmazione è necessario verificare la conformità dell'impianto con lo schema elettrico del dispositivo. Una struttura correttamente assemblata non ha bisogno di essere regolata. Letteratura
Autore: D.Chibyshev, Omsk
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