Вытяжная гаражная вентиляция с реле времени на микроконтроллере

Трудно, пожалуй, найти гараж, который бы оставался абсо­лютно сухим круглый год. Внутренняя поверхность гаража и всё его содержимое покрывается (особенно осенью и весной) мел­кими каплями воды, которые в условиях застойного воздуха слу­жат благоприятной средой для развития всевозможных микро­организмов вроде плесени. С этим нужно бороться, но не всякий может проветривать свой гараж ежедневно. Однако этот про­цесс можно и автоматизировать. Вниманию читателей предлага­ется вариант автоматизированной системы гаражной вытяжной вентиляции.

Для начала нужно определиться с вентилятором. Его конструкция должна гарантировать исправную и бе­зопасную работу в условиях повышен­ной влажности. Кроме того, вентилятор должен иметь достаточную производи­тельность. Для гаража объёмом 60 м³ я выбрал вентилятор ВКМц 100 Б [1], обеспечивающий максимальный рас­ход воздуха 195 м³/ч.

Чтобы добиться хорошей циркуля­ции воздуха, нужно организовать его за­бор как можно дальше от места вы­броса, Для этого я проложил от венти­лятора вдоль самой влажной стены воз­духовод. Трубы использовал пластмас­совые канализационные диаметром 100 мм. Они в несколько раз дешевле специализированных вентиляционных коробов и труб. По всей длине проде­лал в воздуховоде отверстия разного диаметра для забора воздуха. Их диа­метр подбирал экспериментально (чем дальше от вентилятора, тем больше отверстие).

Из соображений экономии электро­энергии и ресурса вентилятора график работы вытяжки был выбран таким: один час — работа, три часа — пауза.

Кроме того, неплохо было бы знать хотя бы приблизительно, сколько прошло времени с момента смены состояния вентилятора. Да ещё нужно иметь воз­можность принудительно включать его.

С учётом изложенных пожеланий бы­ла разработана схема, изображённая на рис. 1. «Сердце» устройства — мик­роконтроллер DD1 PIC18F252-I/SP [2]. Подойдёт и PIC18F242-I/SO. Цепь R3C2 обеспечивает «мягкий старт» микро­контроллера.

Рис. 1

За индикацию состояния работы системы отвечают светодиоды HL1 — HL5. Причём светодиод HL1 отображает состояние вентилятора (когда он све­тит, вентилятор включён), а светодиоды HL2—HL4 показывают, какая доля вре­мени прошла с момента последней смены состояния вентилятора (соот­ветственно четверть, половина, три четверти). Светодиод HL5 мигает с момента включения питания до первого включения вентилятора.

Принудительно сменить состояние вентилятора можно с помощью кнопки SB1. Смену его состояния (согласно программе или по нажатию кнопки) со­провождает короткий звуковой сигнал, подаваемый излучателем звука НА1 — HCM1212Y со встроенным генерато­ром. Установленная перемычка S1 раз­решает подачу звуковых сигналов, сня­тая — запрещает.

Для управления вентилятором слу­жит реле К1. Это может быть, напри­мер, BS-115С, контакты которого рас­считаны на коммутацию напряжения 230 В при токе до 10 А. Обмотка реле включена в коллекторную цепь транзис­тора VT1 и для подавления коммутаци­онных выбросов напряжения зашунтирована диодом VD1. Контакты реле за­щищает от подгорания искрогасящая цепь R13C8.

Для питания реле времени применён готовый импульсный модуль питания с двумя выходными напряжениями. Ток его нагрузки по цепи 12 В — 200 мА, а по цепи 5 В — 100 мА. Разъём ХР1 предназначен для программирования микроконтроллера.

Реле времени собрано на макетной плате и помещено вместе с блоком пи­тания в корпус Soft-Case типа L разме­рами 116x73x27 мм [3]. На его лицевой панели размещены светодиоды HL1.— HL5 и кнопка SB1. Правильно собран­ное реле времени с безошибочно за­программированным микроконтролле­ром в налаживании не нуждается.

Программа микроконтроллера напи­сана в среде разработки mikroPascal [4]. Особенность этой среды — конфи гурацию микроконтроллера не задают в исходном тексте программы, а устанав­ливают в самой среде разработки. По­этому при самостоятельной компиляции программы нужно выбрать в главном меню среды mikroPascal пункт «Project/ Edit Project…». В раскрывшемся окне устанавливают следующие параметры:

• MCU name — P18F252;
• Oscillator Frequency [MHz] — 10.000000;
• Build Type — Release;
• Oscillator Selection — HS oscillator with PLL enabled / Clock Frequency = (4 x FOSC);
• Oscillator System Clock Switch — Disabled;
• Power up Timer — Disab­led;
• Brown-out Reset — Ena­bled;
• Brown-out Reset Voltage — VBOR Set to 2.7V;
• Watchdog Timer — Ena­bled;
• Watchdog Timer Post­scale — 1:128;
• CCP2 Mux Bit — Enabled;
• Stack Full/Underflow Reset — Disabled;
• Low Voltage ICSP — Enabled;
• Background Debug — Disabled.

Затем набираем или копируем в окно текстового редактора системы текст программы и запускаем компиля­цию, нажав комбинацию клавиш Ctrl и F9. Процесс должен завершиться сооб­щением «Finished Successfully <Дата>, <Время>» в окне «Message» (ниже глав­ного окна).

Хотелось бы обратить внимание, что в программе можно задать нужные про­должительности включённого и выклю­ченного состояний вентилятора в се­кундах, изменив соответственно значе­ния констант cTimelsON и cTimelsOFF. Длительность звукового сигнала задана в подпрограмме ВеерМу с помощью встроенной функции Delay_us, пара­метр которой равен необходимой дли­тельности в микросекундах.

Щит управления вентилятором со­бирают по схеме, показанной на рис. 2. 

Рис. 2

Кроме реле времени, на нём разме­щают розетку XS3 для подключения вентилятора, выключатель SA1 для oпe Вентилятор установлен рядом с вентиляционным отверстием в стене гаража, как показано на рис. 4. Это отверстие необходимо закрыть специ­альным фланцем 1, рассчитанным на присоединение трубы диаметром 100 мм. С помощью уголка 2 (КУ-110/90) фланец соединён с выходным отверстием вентилятора 3 (предварительно нужно уточнить по эти­кетке вентилятора направле­ние движения воздуха — снизу вверх по рис. 4). Уголок установлен стороной диамет­ром 90 мм к фланцу. Соедине­ние уплотнено изоляционной лентой.

Рис. 3

Рис. 4

Далее вентилятор закреп­лён на стене штатными крон­штейнами 4, которые предва­рительно подогнуты так, что­бы расстояние от кожуха вен­тилятора до стены обеспечи­ло максимальную плотность его сопряжения с уголком 2 и фланцем 1. Ещё один уго­лок 6 (тоже КУ-110/90) уста­новлен и закреплён с помощью металлического крепёжного кронштейна 5 стороной диаметром 110 мм к входному отверстию вентиля­тора. Регулировкой кронштейна обес­печено максимально плотное соеди­нение.

Такая сложная конструкция этого узла обусловлена тем, что вентиля­ционное отверстие в моём гараже находится очень близко к потолку. Монтаж оставшейся части воздухово­да (рис. 5) из труб КН-110×1000 не представляется особо сложным. Нужно только не забыть закрыть про­тивоположный вентилятору конец воз­духовода заглушкой. Стыки частей воздуховода необходимо герметизи­ровать металлизированной липкой лентой.

Рис. 5

В заключение подключите к венти­лятору электрический шнур 7 с вилкой и включите её в розетку XS3 на щите управления.

Описанная здесь гаражная венти­ляция успешно проработала уже год. Влаги в гараже стало заметно меньше, капель на потолке нет, отсутствует и застойный запах.

Архив к проекту

ЛИТЕРАТУРА

1. Канальный центробежный вентилятор ВЕНТС ВКМц 100 Б. — URL: http://vents-rus. ru/product/vkmts_100_b (08.05.15).
2. PIC18FXX2 Data Sheet. High-Perfor¬mance, Enhanced Flash Microcontrollers with 10-Bit A/D. — URL:http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39564c.pdf (08.05.15)
3. Корпуса для ручных приборов. Серия Soft-Case. — URL: http://www.okw.ru/prod/ SoftCase.htm (22.04.15).
4. MikroPascal PRO for PIC. — URL: http:// www.mikroe.com/mikropascal/pic/ (22.04.15)

Автор: Д. ОРЛОВ, г. Саратов

Источник: Радио №8, 2015