💩 😰 👩🏾‍🚀 Atmega328 पर आर्द्रता नियंत्रक ▶️ ❌ 🌂

हाल ही में मुझे एक तुच्छ कार्य का सामना करना पड़ा - एक बाथरूम में घर पर एक निकास पंखा नियंत्रित करना।

यह सरल प्रतीत होगा, इसे प्रकाश स्विच से जोड़ा और आप काम कर रहे हैं। लेकिन, प्रकाश का ऑपरेटिंग समय परिवर्तनशील है और आर्द्रता को कम करने के लिए पर्याप्त नहीं हो सकता है, हालांकि टाइमर सेट करके इस समस्या को हल किया जा सकता है। इसके अलावा, मेरे प्रियजन वास्तव में पानी की प्रक्रियाओं को लेने के दौरान काम करने वाले प्रशंसक को पसंद नहीं करते हैं, क्योंकि यह "ठंडी हवा बनाता है।"

दूसरा स्पष्ट समाधान बस प्रशंसक को एक अलग स्विच पर रखना और व्यक्ति को नियंत्रण देना था। लेकिन मानव कारक यह है कि प्रशंसक को चालू करने के लिए लगातार भूल गया था, और यदि चालू हुआ, तो बंद करें। प्रशंसक की दक्षता जल्दी शून्य हो गई।

मुझे अरुडिनो और सरल माइक्रोकंट्रोलर्स के लिए अपने जुनून को मामले से जोड़ना था।

पोराकिनिन ने तैयार किया

डिवाइस की आवश्यकताओं को नियंत्रित करें

नियंत्रण उपकरण को स्वचालित मोड में काम करना चाहिए;
प्रशंसक को बढ़ती आर्द्रता से स्विच किया जाना चाहिए;
प्रशंसक को चालू करना अपार्टमेंट में वर्तमान आर्द्रता के स्तर पर निर्भर नहीं होना चाहिए;
पंखा तब काम करना चाहिए जब बाथरूम में कोई न हो;
नियंत्रण उपकरण यथासंभव सरल और सस्ता होना चाहिए;

तत्व आधार चयन

इस उपकरण का प्रोटोटाइप एक चीनी निर्मित Arduino Uno डिबग बोर्ड पर बनाया गया था:

तब सब कुछ Atmega328 माइक्रोकंट्रोलर को स्थानांतरित कर दिया गया था, एक मानक Arduino बूटलोडर के साथ फ्लैश किया गया था।

अंतिम उपकरण के सिद्धांत पर बनाया गया था "मैं तुम्हें अंधा कर दिया था कि क्या था।" सभी तत्वों को पहले इंटरनेट पर विभिन्न अनुमानों के लिए खरीदा गया था या निष्क्रिय उपकरणों से फाड़ा गया था:

सॉकेट के साथ Atmega328P-PU माइक्रोकंट्रोलर ;
ब्रेडबोर्ड ;
तापमान और आर्द्रता सेंसर DHT11 ;
निष्क्रिय अंकों से दो अंकों वाला सात-खंड सूचक CPS03621BR;
शौकिया रेडियो जंक के साथ बक्से से एक फोटोरसिस्टर;
LM2596 पर वोल्टेज स्टेबलाइजर ;
triac BT137 ;
गैल्वेनिक अलगाव के लिए ऑप्टोकिमिस्टर MOC3061 ;
बटन और कई प्रतिरोधों

3x1W एलईडी ड्राइवर ल्यूमिनेयर से आया था, जो पूरी तरह से LM2596 स्विचिंग स्टेबलाइजर की बिजली आपूर्ति के साथ था।
एक मामले के रूप में, एक पुराने स्वचालित टेलीफोन एक्सचेंज से एक क्रॉस बॉक्स का उपयोग किया गया था।

संबंध

इस तथ्य के कारण कि यह ~~बहुत आलसी था~~ , गैर-मानक तत्वों का उपयोग डिवाइस में किया गया था, मैंने एक सामान्य योजना नहीं बनाई थी। मैं तत्वों को माइक्रोकंट्रोलर से जोड़ने की तालिका लाता हूं:

पिन 1 (रीसेट) 10K से + रोकनेवाला के माध्यम से (इस पैर पर हस्तक्षेप से बचने के लिए);
पिन 2 (D0) - उपयोग नहीं किया गया;
पिन 3 (डी 1) - उपयोग नहीं किया गया;
पिन 4 (डी 2) - कैथोड "जी" सात-खंड सूचक;
पिन 5 (डी 3) - कैथोड "।" सात-खंड सूचक;
पिन 6 (डी 4) - कैथोड "ए" सात-खंड सूचक;
पिन 7 (+) - शक्ति 3.5 वी;
पिन 8 (-) - जमीन;
पिन 9 (घड़ी) - उपयोग नहीं किया गया;
पिन 10 (घड़ी) - उपयोग नहीं किया गया;
पिन 11 (डी 5) - कैथोड "एफ" सात-खंड सूचक;
पिन 12 (डी 6) - सात-खंड संकेतक के कैथोड "डी";
पिन 13 (डी 7) - कैथोड "ई" सात-खंड सूचक;
पिन 14 (डी 8) - कैथोड "सी" सात-खंड सूचक;
पिन 15 (डी 9) - सात-खंड संकेतक के कैथोड "बी";
पिन 16 (डी 10) - उपयोग नहीं किया गया;
पिन 17 (डी 11) - उपयोग नहीं किया गया;
पिन 18 (डी 12) - उपयोग नहीं किया गया;
पिन 19 (डी 13) - नियंत्रण सर्किट प्रशंसक;
पिन 20 (+) - शक्ति 3.5 वी (डबल);
पिन 21 (Aref) - उपयोग नहीं किया गया;
पिन 22 (-) - जमीन (डबल);
पिन 23 (A0 / D14) - जमीन पर एक पुल-अप रोकनेवाला 27K के साथ फोटोरिसिस्टर;
पिन 24 (A1 / D15) - DHT11 सेंसर से इनपुट;
पिन 25 (ए 2 / डी 16) - एक 4.7-खंड रोकनेवाला के माध्यम से सात-खंड संकेतक के 2 डिस्चार्ज का एक सामान्य एनोड;
पिन 26 (ए 3 / डी 17) - एक 4.7-खंड रोकनेवाला के माध्यम से सात-खंड संकेतक के 1 डिस्चार्ज का एक सामान्य एनोड;
पिन 27 (A4 / D18) - 10K पुल-अप रोकनेवाला + के साथ बटन;
पिन 28 (ए 5 / डी 19) - उपयोग नहीं किया गया;

CPS03621BR संकेतक पर डेटाशीट नहीं मिली थी, इसलिए निष्कर्ष को पोकिंग द्वारा बैटरी का उपयोग करते हुए पाया गया था। सूचक एक सामान्य एनोड के साथ निकला। कैथोड का लेआउट:

प्रशंसक BT137 triac द्वारा नियंत्रित किया जाता है।
मैंने साइट avr.ru से कनेक्शन आरेख लिया

अगर कोई दोहराता है - चेतावनी, त्रिकोणीय शरीर पर वोल्टेज 220V है।

कार्य एल्गोरिथ्म

प्रत्येक 10 सेकंड में एक बार की आवृत्ति के साथ माइक्रोकंट्रोलर नमी और तापमान को मापता है।
आर्द्रता 6 मूल्यों के संग्रह में चक्रीय रूप से जमा होती है। यदि वर्तमान आर्द्रता संग्रह से पहले की तुलना में 3% अधिक है या निरपेक्ष आर्द्रता का मूल्य 85% से अधिक है, तो आपको प्रशंसक चालू करने की आवश्यकता है।
20 मिनट के लिए प्रशंसक चालू हो जाता है जब फोटोरेसिस्टर पर कोई प्रकाश नहीं होता है।
बटन जबरन 20 मिनट के लिए पंखे को चालू करता है (यदि यह काम नहीं करता है) या बंद हो जाता है (यदि यह काम करता है)।
एल्गोरिथम में सभी स्थिरांक को प्रयोगात्मक रूप से चुना गया था।

संकेतक चक्रीय रूप से वर्तमान तापमान, आर्द्रता और उलटी घड़ी दिखाता है।
दूसरा डिस्चार्ज पॉइंट लाइट अप करता है यदि आर्द्रता में कमी की आवश्यकता होती है और जब प्रशंसक को चालू करने के लिए एक कमांड दिया जाता है तो पलक झपकते हैं।

डिवाइस का पूरा तर्क एक परिमित निर्धारक ऑटोमेटन द्वारा वर्णित किया जा सकता है।
मशीन के इनपुट वर्णमाला में निम्नलिखित घटनाएँ होती हैं (प्राथमिकता के क्रम में):

मैनुअल मोड बटन दबाया
आर्द्रता सेंसर ट्रिगर;
प्रकाश चालू है;
प्रकाश बंद है;
फैन टाइमर में काम किया है।

कई राज्य:

स्टैंडबाय मोड, प्रशंसक काम नहीं करता है, समय बंद;
पंखा चालू होना चाहिए, पंखा काम नहीं करता है, टाइमर (जब) बंद हो जाता है;
प्रशंसक स्वचालित मोड में चलता है, टाइमर चालू है;
प्रशंसक मैनुअल मोड में काम करता है, टाइमर चालू है;

खैर, ऑटोमेटन की राज्य संक्रमण तालिका:

प्रोग्रामिंग

मैंने एवीआर-स्टूडियो और अन्य राक्षसों को स्थापित नहीं किया, लेकिन फिर से इसकी लागत क्या थी - आईडीई अरडिनो।

Board.txt फ़ाइल में, मैं एक नया नियंत्रक बनाता हूं जो आंतरिक 8MHz क्वार्ट्ज पर चलता है:

atmega328_8.name=Atmega328 (5V, 8 MHz internal)

atmega328_8.upload.protocol=arduino
atmega328_8.upload.maximum_size=30720
atmega328_8.upload.speed=57600

atmega328_8.bootloader.low_fuses=0xE2
atmega328_8.bootloader.high_fuses=0xDE
atmega328_8.bootloader.extended_fuses=0x05
atmega328_8.bootloader.path=optiboot
atmega328_8.bootloader.file=optiboot_atmega328.hex
atmega328_8.bootloader.unlock_bits=0x3F
atmega328_8.bootloader.lock_bits=0x0F

atmega328_8.build.mcu=atmega328p
atmega328_8.build.f_cpu=8000000L
atmega328_8.build.core=arduino
atmega328_8.build.variant=standard

मैं सस्ते USBASP प्रोग्रामर को Arduino UNO बोर्ड के ISCP कनेक्टर से कनेक्ट करता हूं और, मेरे Atmega328P को सॉकेट में डाला जाता है, मैं बूटलोडर को फ्लैश करता हूं।

अब मेरे माइक्रोकंट्रोलर को पर्यावरण में उपयुक्त बोर्ड का चयन करते हुए, UNO बोर्ड पर मानक बूटलोडर के माध्यम से डिबग और प्रोग्राम किया जा सकता है।

इस परियोजना में, Arduino के लिए तैयार पुस्तकालयों का उपयोग किया गया था:

DHT11 सेंसर के साथ काम करने के लिए Arduino DHT लाइब्रेरी
सात-खंड संकेतक के साथ काम करने के लिए सात खंड प्रदर्शन ।

पूर्ण स्केच कोड

 #include <DHT.h> #include <SevenSegmentDisplay.h> #define DEBUG 1 #define TIMER_PERIOD 2400 #define ctrPIN 13 //    #define dhtPIN 15 //     #define btnPIN 18 // //      void(* resetFunc) (void) = 0; // Reset MC function //    SevenSegmentDisplay<true, BiDigit<17, 16> > ss(4, 9, 8, 6, 7, 5, 2, 3); //  DHT11     8 DHT dht(dhtPIN, DHT11, 3);// 8 //DHT dht(dhtPIN, DHT11); //16 //  FSM enum TMode { tmWait, //  tmNeedPower, //   tmAutoPower, //     tmManualPower //     }; //   enum TDisplayMode { tdmTemp , //  tdmHum , //  tdmTimer //  }; //int h_prev; int t,h,a0; int h_arr[6]; void setup() { //    #ifdef DEBUG Serial.begin(9600); Serial.println("Humidity controller start ..."); #endif //    pinMode(ctrPIN, OUTPUT); //      digitalWrite(ctrPIN, LOW); //     pinMode(btnPIN, INPUT); //   digitalWrite(btnPIN, HIGH); //    DHT11 dht.begin(); //     h = dht.readHumidity(); for( int i=0; i<6; i++)h_arr[i] = h; } //  0.5   unsigned long cnt05 = 0; unsigned long ms1 = 0; //    boolean flag_light = false; //    boolean flag_btn = false; //   boolean flag_hum = false; //     unsigned int timer = 0; TMode mode = tmWait; TDisplayMode dmode = tdmTemp; boolean blink_stat = false; void loop () { unsigned long ms = millis(); int p = ms - ms1; //    if( digitalRead(btnPIN) == LOW ){ int n = 1; for( int i=0; i<9; i++ ){ if( digitalRead(btnPIN) == LOW )n++; delay(10); } if( n > 9 )flag_btn = true; delay(400); #ifdef DEBUG Serial.println("Button is press"); #endif }//end if // ,     0.5  if( p < 0 || p > 500 ){ cnt05++; ms1 = ms; //    a0 = analogRead(A0); if( a0 > 1000 )flag_light = false; else flag_light = true; //  10    DHT11     if( cnt05%20 == 0 ){ h = dht.readHumidity(); t = dht.readTemperature(); //     3%    85% if( h - h_arr[5] > 3 || h > 85 )flag_hum = true; //      for( int i=5; i>0; i--)h_arr[i] = h_arr[i-1]; h_arr[0] = h; #ifdef DEBUG Serial.print("VAL: Temp="); Serial.print(t); Serial.print(" H="); Serial.print(h); Serial.print(" A0="); Serial.print(a0); Serial.print(" X="); Serial.print(cnt05); Serial.print(" TM="); Serial.print(timer); Serial.print(" MODE="); Serial.print(mode); Serial.print(" DMODE="); Serial.print(dmode); Serial.println(""); #endif //   switch( dmode ){ case tdmTemp : dmode = tdmHum; break; case tdmHum : dmode = tdmTimer; break; default: dmode = tdmTemp; }//end switch }//end if( cnt05%20 == 0 ) blink_stat = !blink_stat; SetStatusFSM(); }//end if( p < 0 || p > 500 ){ DisplayStatus(); }//end loop() /** *     */ void DisplayStatus(){ //     int point = -1; switch( mode ){ case tmNeedPower: point = 0; break; case tmAutoPower: case tmManualPower: if( blink_stat )point = 0; break; } switch( dmode ){ case tdmTemp : ss.print((unsigned)t,point,50); break; case tdmHum : ss.print((unsigned)h,point,50); break; case tdmTimer: //   if( timer > 120 )ss.print((unsigned)(timer/120),point,50); //   else if( timer > 0 )ss.print((unsigned)(timer/2),point,50); //  0 else ss.print(0,point,50); // ss.print((unsigned)(a0/100),point,50); break; }//end switch } /** *     */ void SetStatusFSM(){ switch(mode){ //   case tmWait : digitalWrite(ctrPIN, LOW); //   if( flag_btn ){ timer = TIMER_PERIOD; mode = tmManualPower; } //     else if( flag_hum ){ timer = TIMER_PERIOD; mode = tmNeedPower; } break; //     case tmNeedPower: digitalWrite(ctrPIN, LOW); //   if( flag_btn ){ mode = tmManualPower; } //   else if( !flag_light ){ mode = tmAutoPower; } break; //  "   " case tmAutoPower: //   digitalWrite(ctrPIN, HIGH); //   if( timer > 0 )timer--; //   if( flag_btn ){ mode = tmWait; timer = 0; } //   else if( flag_light ){ mode = tmNeedPower; } //   else if( timer <= 0 ){ timer = 0; mode = tmWait; } break; //  "    " case tmManualPower: //   digitalWrite(ctrPIN, HIGH); //   if( timer > 0 )timer--; //   if( flag_btn ){ mode = tmWait; timer = 0; } //   else if( timer <= 0 ){ timer = 0; mode = tmWait; } break; } //      flag_btn = false; flag_hum = false; }

समस्याओं

कार्यान्वयन में मुझे जो पहली समस्या आई, वह यह थी कि DHT11 सेंसर काम नहीं करता था। Arduino UNO पर, सब कुछ ठीक है, लेकिन नंगे माइक्रोकंट्रोलर पर काम नहीं करता है। समस्या नियंत्रक की आवृत्ति और DHT मतदान प्रोटोकॉल के समय में थी।
DHT लाइब्रेरी में 8 MHz की आवृत्ति पर काम करने वाले नियंत्रकों में, "3" (क्लास कंस्ट्रक्टर में तीसरा पैरामीटर) DHT dht (dhtPIN, DHT11, 3) की देरी को निर्दिष्ट करना आवश्यक है;

दूसरी समस्या रीसेट और मैनुअल बटन के मनमाने ढंग से संचालन की थी। यह दोष इन निष्कर्षों के करीब से गुजरने वाले बिजली के तारों के कारण होता है। सबसे पहले, इसी टर्मिनलों पर माइक्रोकंट्रोलर के अंतर्निहित पुल-अप रोकनेवाला को बाहरी 10K के साथ बदल दिया गया था। हस्तक्षेप कम हो गया, लेकिन पूरी तरह से गायब नहीं हुआ। नियंत्रक समय-समय पर अपने जीवन को स्वतंत्र रूप से प्रशंसक को चालू / बंद करता था।
फिर मैंने हस्तक्षेप के एक सॉफ्टवेयर दमन को लागू किया - बटन को 10ms की देरी से 10 बार पंक्ति में चुना गया था और केवल सभी 10 ऑपरेशनों के साथ बटन को मान्यता दी गई थी।

तैयार डिवाइस इस तरह दिखता है:

अब प्रशंसक नियंत्रण नियंत्रक परीक्षण के संचालन में है, और मैं रसोई में पंखे को नियंत्रित करने के बारे में सोच रहा हूं: स्टोव चालू होने से, धूम्रपान और गैस की गंध से।

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Atmega328 पर आर्द्रता नियंत्रक