Mikroprocesorowy sterownik odraszania teleskopu

Boopsi · 31 Stycznia 2008

Witam

Wykonałem jakiś czas temu system grzałek do odraszania teleskopu. Powstał problem z ich zasilaniem. Proste podłączenie pod akumulator żelowy mnie nie satysfakcjonowało. Postanowiłem wykonać sterownik grzałek. Zdecydowałem się na zaprojektowanie i wykonanie sterownika opartego na mikroprocesorze AVR. Pierwotnie zamierzałem zastosować czujnik wilgotności do obliczania punktu rosy. Zrezygnowałem jednak z niego ze względu na jego cenę i problemy z jego dostępnością. Zastosowałem za to czujniki temperatury.

Zacznę może od praktycznego opisu gotowego urządzenia, potem przejdę do szczegółów konstrukcyjnych .

Sterownik ma pięć wyjść, cztery przewidziane do sterowania grzałek i jedno do sterowania wentylatora chłodzącego lustro główne. Dwa główne wyjścia są tak zaprojektowane, aby mogły zasilać większe grzałki do około 20W – 25W (lustro główne, obiektyw). Dwa pozostałe wyjścia grzałek mogą być obciążane do 6W – 8W (szukacz, okular, LW, laser pointer). Dwa główne wyjścia mogą pracować w trzech trybach. Ze stałą mocą - od 10% do 100% z regulacją co 10%.

Utrzymywać stałą temperaturę – od 1 do 30 st. C.

Utrzymywać temperaturę wyższą od temperatury otoczenia o zadaną wartość od 1 do 10 st. C.

Pozostałe dwa wyjścia mogą pracować ze stałą zadaną mocą lub pracować tak jak jedno z dwóch wyjść głównych.

Wyjście wentylatora ma obciążalność około 6W i może zostać włączone lub wyłączone.

Wyświetlacz urządzenia może pokazywać temperaturę otoczenia, temperaturę na jednej z grzałek, napięcie zasilania, lub w prosty graficzny sposób moc wszystkich grzałek i stan wyjścia wentylatora.

Całość regulacji jest wykonywana za pomocą pięciu klawiszy i menu na wyświetlaczu LCD. Wszystkie ustawienia sterownika (tryb pracy grzałek i ustawienia wyświetlacza) są zapamiętywane w nie ulotnej pamięci procesora. Czyli po ponownym podłączeniu urządzenia do zasilania nie tracimy wcześniejszych ustawień.

Teraz pora na trochę technicznych danych.

Sercem układu jest mikroprocesor Atmega8. Jako układy wykonawcze są wykorzystane dwa tranzystory IRF9530. Zastosowanie tranzystorów MOSFET dało duży zapas mocy małe straty i niskie wydzielanie ciepła. W układzie jako wyjścia pracuje również układ ULN2803. Zastosowałem czujniki temperatury Dallas na szynie 1Wire DS18B20. Wyświetlacz LCD 2x8 znaków w standardzie HD4470. Pomiar napięcia zasilania jest wykonywany za pomocą przetwornika AC procesora. Regulacja mocy jest wykonywana za pomocą prostej procedury PWM. Wyświetlacz jest podświetlany przy pomocy jednej diody LED. Oryginalna diodę pomarańczową wymieniłem na czerwoną. Wyświetlacz nie jest może zbyt dobrze widoczny w dzień, jednak w nocy nie psuje adaptacji wzroku do ciemności. Podświetlenie wygasza się zresztą po 30 sekundach od naciśnięcia ostatniego klawisza.

Trochę fotek z wykonywania układu.

Projekt płytki wydrukowany drukarką laserową na folii termotransferowej.

Ścieżki przeniesione na laminat przy pomocy żelazka. Niestety płytka z pierwszej fotki uległa zniszczeniu(przesadziłem z temperaturą). Na tym zdjęciu widać płytkę wykonaną z trochę gorszego wydruku. Płytka wymagała retuszu pisakiem wodoodpornym.

I płytka po trawieniu, gotowa do wiercenia otworów.

Płytka zmontowana.

I od strony wyswietlacza.

Najwięcej kłopotów sprawiła mi obudowa do urządzenia. Po zastosowaniu mniejszego wyświetlacza(początkowo miał być 2x16 znaków) i elementów SMD udało się to upchnąć w niewielką obudowę.

Osobą zainteresowanym mogę udostępnić schemat urządzenia oraz projekt płytki drukowanej.

Pozdrawiam Zbyszek

sumas · 31 Stycznia 2008

genialny gadżecik! :notworthy:

a przy okazji to jest 20-tysięczny wątek na forum :Beer:

Hans · 31 Stycznia 2008

Kurde, klima w pacze od fajek... zarąbiste!

Pozdrawiam.

grzybu · 31 Stycznia 2008

Nie no, wypas. Akurat chciałem sobie na wiosnę zmontować jakieś grzałki.

Ile wyjdzie taki sterownik?

Boopsi · 31 Stycznia 2008

Ile wyjdzie taki sterownik?

Koszty… hm, spróbujmy policzyć.

Atmega8 5PLN

Czujniki temperatury DS18B20 3x4PLN (Układ może też pracować bez pomiaru temperatury)

ULN2803 1PLN

IRF9530 2x1,50PLN

Przyciski 5x2,50PLN

Wyświetlacz 12PLN

Obudowa Z32 4PLN

Gniazda Chinch 5x3PLN (pozłacane, ale można kupić tańsze)

Gniazda i wtyczki DC do czujników temperatury 3PLN

Stabilizator UL7805 1PLN

Rezystory, kondensatory i tranzystory BC jakieś 10 PLN

Koszt wykonania płytki, jeśli musimy kupić wszystkie potrzebne materiały może się zmieścić w 20PLN (folia termotransferowa, wytrawiacz).

Wychodzi około 100PLN. W moim przypadku na eksperymenty wydałem trochę więcej. Dodatkowo większość elementów kupowałem wysyłkowo w różnych miejscach, płacąc kilkukrotnie za przesyłki. Największy problem miałem ze zdobyciem przycisków. Kupiłem je po około 2,50 za sztukę płacąc prawie 20PLN za przesyłkę! Większości drobnych elementów nie da się kupić na sztuki.

Pzdr. Zbyszek

Adam_Jesion · 31 Stycznia 2008

Fantastyczne. Pozazdrościć umiejętności

A nam zwykłym userom pozostaje tylko zarabianie i kupowanie gotowców

Nurin · 31 Stycznia 2008

Elektronika to coś pięknego

A można wiedzieć kto napisał oprogramowanie do uP???

Boopsi · 31 Stycznia 2008

A można wiedzieć kto napisał oprogramowanie do uP???

Program do procka jest też mojego autorstwa.

Pawel_Maksym · 31 Stycznia 2008

Boopsi... zacznij to składać, ja się chętnie piszę na pierwszą sztukę na beta testera... chętnie zapłace za to cacko.

Pozdr

Paweł

teha · 31 Stycznia 2008

Efekt super.

Napisz parę słów

* jak wysterowujesz MOSFETY, bezpośrednio z procka czy przez BCki/ULN2803? A jesli przez BCki/ULN2803, to jakim napięciem sterujesz bramkę?

* jak bardzo obciążałeś MOSFETy, jaki masz spadek napięcia mierzony na obciążeniu w stosunku do zasilania?

* kod pisałeś w Bascomie czy w pod WinAVRem?

* jak podłączysz do szukacza grzałkę, gdzie mierzysz temp. grzałki

* czy robiłes do niego grzałki na LW? A jeśli tak, jaka rezystancja Ci wyszła?

Czujniki wilgotności są dostępne w TME.

Akurat tego nie ma już, ale ceny co niektórych są jeszcze sensowne. Trzeba jednak na nich samemu mierzyć napięcie - 1Wire to to nie jest. Kupiłem taki jeden, ale jeszcze się nim nie bawiłem.

Pozdr

th

Boopsi · 1 Lutego 2008

Boopsi... zacznij to składać, ja się chętnie piszę na pierwszą sztukę na beta testera... chętnie zapłace za to cacko.
Pozdr

Paweł

Niestety Pawle, ale brakuje mi ostatnio czasu na zmontowanie kolejnego urządzenia. Jeśli jednak zdecyduję się na zmontowanie kolejnego sterownika to możesz zostać beta testerem.

* jak wysterowujesz MOSFETY, bezpośrednio z procka czy przez BCki/ULN2803? A jesli przez BCki/ULN2803, to jakim napięciem sterujesz bramkę?

Przez BC'ki. Tak jak na schemacie:

* jak bardzo obciążałeś MOSFETy, jaki masz spadek napięcia mierzony na obciążeniu w stosunku do
zasilania?

Przy obciążeniu żarówką 21W. Spadek napięcia wynosi 0,3 - 0,35V

* kod pisałeś w Bascomie czy w pod WinAVRem?

Pisałem w Bascomie.

* jak podłączysz do szukacza grzałkę, gdzie mierzysz temp. grzałki

Tu jest jeszcze sprawa do rozwiązania. Myślę o umieszczeniu czujnika w samej grzałce oddzielając go termicznie od elementów grzejnych. Tak by mierzył w miarę możliwości temperaturę ogrzewanej powierzchni a nie samej grzałki.

* czy robiłes do niego grzałki na LW? A jeśli tak, jaka rezystancja Ci wyszła?

Nie robiłem jeszcze grzałki na LW

Czujniki wilgotności są dostępne w TME.
Akurat tego nie ma już, ale ceny co niektórych są jeszcze sensowne. Trzeba jednak na nich samemu mierzyć napięcie - 1Wire to to nie jest. Kupiłem taki jeden, ale jeszcze się nim nie bawiłem.

Ciekawa sprawa z tymi czujnikami wilgotności. Może w wersji 2.0

pozdrawiam Zbyszek

alfascorpius · 4 Lutego 2008

Koszt wykonania płytki, jeśli musimy kupić wszystkie potrzebne materiały może się zmieścić w 20PLN (folia termotransferowa, wytrawiacz).

Gdzie można kupić folię termotransferową - czy to zwykła folia do drukarek laserowych ???

I jakim programem robiłeś rysunek płytki drukowanej?

pozdrawiam

Jacek R · 4 Lutego 2008

I jakim programem robiłeś rysunek płytki drukowanej?

Z rysunku z postu wyżej wnioskuję, że za pomocą Eagle`a

Pozdrawiam

mario2005 · 4 Lutego 2008

Zwykła folia do laserówek wystarczy szkoda kasy na niby specjalny termotransfer.

Można też zrobić wydruk na papierze kredowym lub jak co niektóry twierdza na starych gazetach drukowanych na takim papierze - zobaczcie sobie informacje na ten temat w sieci jest tego pełno.

papier po zaprasowaniu moczymy w wodzie z detergentem typu ludwik i powoli usuwamy z płytki - wydruk zostaje na płytce.

alfascorpius · 4 Lutego 2008

Zwykła folia do laserówek wystarczy szkoda kasy na niby specjalny termotransfer.
Można też zrobić wydruk na papierze kredowym lub jak co niektóry twierdza na starych gazetach drukowanych na takim papierze - zobaczcie sobie informacje na ten temat w sieci jest tego pełno.

papier po zaprasowaniu moczymy w wodzie z detergentem typu ludwik i powoli usuwamy z płytki - wydruk zostaje na płytce.

Czyli wystarczy kupić zwykłą folię do drukarek laserowych, wydrukować, położyć na laminacie i żelazkiem o temp. powyżej 185 st. C (ale tak, żeby nie odeszła miedź od laminatu) "przyprasować" wydruk do miedzi??? To tyle?

pozdrawiam