[08-2015] Вытяжная гаражная вентиляция с реле времени на микроконтроллере

[poster333]

Вытяжная гаражная вентиляция с реле времени на микроконтроллере

Д. ОРЛОВ, г. Саратов

Трудно, пожалуй, найти гараж, который бы оставался абсолютно сухим круглый год. Внутренняя поверхность гаража и всё его содержимое покрывается (особенно осенью и лесной) 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 воз духовод. 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 оесурса 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.

За индикацию состояния работы системы отвечают светодиоды НИ — HL5. Причём светодиод НИ 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 — HCM12I2Y 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 дс 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 микроконтооллером в налаживании не нуждается.

Программа микроконтроллера написана в среде разработки mikroPascal [4]. Особенность этой среды — конфигурацию 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-our 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 сДата:>, <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 cTimeisON 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. Кроме реле времени, на нём размещают розетку XS3 для подключения вентилятора, выключатель SA1 для оперативного выключения реле времени и вентилятора дополнительные сетевые розетки XS1 и XS2, а также осветительную лампу EL1 и её выключатель SA2. В качестве SA1 и SA2 использован обычный сдвоенный выключатель освещения для открытой проводки. Внешний вид щита управления представлен на рис. 3.

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.

Далее вентилятор закреплён на стене штатными кронштейнами 4, которые предварительно подогнуты так, что бы 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 jpnc. 5) из труб КН-110x1000 не представляется особо сложным Нужно только не забыть закрыть противоположный вентилятору конец воздуховода заглушкой. Стыки частей воздуховода необходимо герметизировать металлизированной липкой лентой.

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.

ЛИТЕРАТУРА

1. Канальный центробежный вентилятор ВЕНТС ВКМц 100 Б. — URL: http://vents-rus> ru, product/vkmts_100_b (08.05.15).

2. PIC18CXX2 Data Sheet. High-Performance, Enhanced Flash Microcontrollers with 10-Bit A/D. — URL http://ww1 .microchip com/dowmoads/en/DeviceDoc/395b4c.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) .