В устройстве, схема которого показана на рис. 1,счёт времени ведёт не микроконтроллер, а специализированная микросхема часов реального времени DD1 с резервным питанием от литиевого элемента G1 С микроконтроллером DD2 она связана по интерфейсу I2C. Для наблюдения за состоянием элемента G1 часть его напряжения через резистивный делитель R1R2 поступает на РСЗ — вход встроенного в микроконтроллер АЦП.
С выходами РВ2—РВ4 микроконтроллера DD2 соединены затворы полевых транзисторов VT2—VT4. управляющих реле К1— КЗ. Контакты реле выведены на колодки ХТ2—ХТ4 к которым можно подключить три исполнительных устройства. Параллельно обмоткам реле установлены подавляющие выбросы напряжения самоиндукции диоды VD2—VD4, а через ограничивающие ток резисторы R7—R9 — светодиоды HL1—HL3, сигнализирующие о состоянии реле.
С входами РВ0, PD0—PD3 микроконтроллера соединены кнопки управления SB1—SB5. К микроконтроллеру подключён также ЖКИ HG1. Полевой транзистор VT1 по сигналам микроконтроллера управляет яркостью подсветки ЖКИ Подстроечным резистором R6 регулируют контрастность изображения.
На колодку ХТ1 подают напряжение сети 220 В, 50 Гц. Трансформатор Т1 понижает его до 6 В. Полученное в результате его выпрямления диодным мостом VD1, сглаживания пульсаций конденсатором С2 и стабилизации интегральным стабилизатором DA1 постоянное напряжение 5 В питает все узлы прибора.
На рис. 2 показан вид собранного устройства (без корпуса) спереди, а на рис. 3 — сверху. Основанием конструкции служит плата блока питания и коммутации, чертёж которой представлен на рис. 4. Она изготовлена из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита.
Светодиоды HL1—HL3 (типоразмера 1206 для поверхностного монтажа) вместе с резисторами R7—R9 смонтированы для лучшей видимости на трёх небольших печатных платах (рис. 5). поднятых над основной рядом с реле.
На основной плате перпендикулярно её поверхности закреплены (снизу вверх согласно рис. 2) модуль ЖКИ HG1, модуль SEM0010M-8A (www.smartmodule.ru/0010.html , рис. 6) и самодельная плата часов реального времени. В готовом модуле SEM0010M-8A, кроме микроконтроллера ATmega8A-AU. уже имеются кварцевый резонатор на 16 МГц (ZQ2) и конденсаторы СЗ и Сб. а также не показанный на схеме шестиконтактный разъём для программирования микроконтроллера. Программа написана в Code Vision. Для её правильной работы конфигурация микроконтроллера должна соответствовать показанной на рис. 7.
Дополнительно на монтажном поле модуля SEM0010M-8A установлены и соединены проводами с микроконтроллером кнопки SB1—SB5 и резистор R5.
Печатная плата часов реального времени изображена на рис. 8.
Трансформатор Т1 — ТПК-2 с напряжением вторичной обмотки 6 В при токе 0,4 А. Стабилизатор 7805 можно заменить любым другим на напряжение +5 В и ток нагрузки не менее 0,5 А. Конденсаторы (кроме оксидных С2 и С4) и все постоянные резисторы — типоразмера 0805 для поверхностного монтажа. Кнопки управления DTSA-65 — угловые без фиксации. Литиевый элемент G1 — CR2032 в держателе ВН-6.
Вместо ЖКИ MT-16S2D-3YLG подойдёт любой из серий МТ-16S2, WH1602А. Реле HLS8-22F-DC5V-C при необходимости заменяются другими с рабочим напряжением обмотки 5 В и с контактами, рассчитанными на сетевое напряжение и ток, не менее потребляемого исполнительным устройством. Светодиоды для поверхностного монтажа можно заменить обычными в корпусе диаметром 3 или 5 мм.
При включении устройства на экран ЖКИ выводится заставка, затем происходит автоматический переход в меню «Основное». После этого при одновременном нажатии на кнопки SB1 «+», SB2 «-» и удержании их в течение 2…3 с нажатыми будет установлено время 23:59:59, дата 01:07:11, Пт (пятница) — так задано в программе по умолчанию.
При нажатии на кнопку SB5 «*» и удержании её нажатой в течение 3 с переменным программы присваиваются исходные значения и снова опрашивается микросхема DS1307. В меню «Основное» на ЖКИ отображается также состояние трёх исполнительных реле прибора.
Экспериментально обнаружено, что если при разряженном элементе G1 (или его отсутствии) отключить внешнее питание устройства, после его включения на ЖКИ выводятся бессмысленные знаки. Исправить это можно одновременным нажатием на кнопки SB1 «+», SB2 «-» и удержанием их более 2 с. Произойдёт установка микросхемы DS1307 в исходное состояние и обновление информации на ЖКИ. Во избежание описанного эффекта нужно вовремя заменять элемент G1 свежим.
Нажатием на кнопку SB3 «Меню» переходят из меню «Основное» в «Яркость подсветки». Яркость изменяется нажатиями на кнопки SB1 «+». SB2 «-» и отображается на экране в процентах от максимальной.
Следующим нажатием на кнопку SB3 «Меню» переходят в меню «Коррекция в сутки». Нажатиями на кнопку SB1 «+» корректирующую поправку изменяют от 0 до +29. На столько же секунд станут увеличиваться ежедневно в 23:59:30 показания часов. Нажатиями на кнопку SB2 «-» поправку можно уменьшить и довести её до -29. Когда она отрицательна, в 23:59:30 показания часов автоматически уменьшаются на число секунд, равное абсолютному значению поправки. При поправке равной нулю ежедневная коррекция времени не производится.
Из меню «Коррекция в сутки» нажатием на кнопку SB3 «Меню» переходят в меню «Установка часов». Здесь нажимают на SB4 «Выбор» и переходят в подменю «Установка даты». После этого нажатиями на кнопку SB5 «*» выбирают для изменения число, месяц или год. Выбранное значение изменяют нажатиями на кнопки SB1 «+», SB2 «-«.
Далее нажатием на кнопку SB4 «Выбор» переходят в подменю «Установка дня недели» (при этом вновь установленная дата запоминается в EEPROM микроконтроллера). Нажатиями на SB1 «+», SB2 «-» устанавливают день недели от понедельника (Пн) до воскресенья (Вс).
Очередным нажатием на кнопку SB4 «Выбор» записывают в память установленный день недели и переходят в подменю «Установка времени». Здесь нажатиями на5В5 «*» выбирают для изменения часы, минуты и секунды, а кнопками SB1 «+» и SB2 «-» устанавливают нужные значения.
Нажатием на кнопку SB4 «Выбор» запоминают введённое время и возвращаются в меню «Установка времени». Из него ещё одним нажатием на ту же кнопку переходят в меню «Установка реле Г Здесь нажатием на SB4 «Выбор» открывают пункт «Ручное Вкл Реле1». В нём. нажимая на кнопку SB1 «+», можно принудительно включить или выключить реле К1 независимо от его состояния согласно программе автоматического управления. Далее нажатием на кнопку SB4 «Выбор» переходят в подменю «Реле вкл./выкл.1» — здесь с помощью SB1 «+», SB2 «-‘ можно разрешить либо запретить автоматическое управление реле К1.
Находясь в этом подменю, нажатиями на кнопку SB5 «*» можно выбирать для изменения значения часов, минут и секунд автоматического включения и выключения реле. Сделав нужные установки, нажатием на кнопку SB3 «Меню» переходят в меню «Установка реле 2», операции в котором идентичны описанным, но относятся к реле К2. Следующее нажатие на кнопку SB3 «Меню» вызывает меню «Установка реле 3» (КЗ), а ещё одно нажатие возвращает в меню «Основное».
Прилагаемые файлы: contr.zip
От редакции. В авторском варианте ёмкости конденсатора С2 (10 мкФ) недостаточно для фильтрации выпрямленного напряжения, поэтому её следует увеличить до 470… 1000 мкФ.
А. ЛАПТЕВ, г. Зыряновск, Казахстан
«Радио» №7 2012г.