Wie man einen zeitgesteuerten Ventilator herstellt

Müssen Sie einen Raum lüften? Dieser Artikel zeigt Ihnen, wie ich einen relaisbetriebenen, GPS-getakteten Ventilator gebaut habe, um die feuchte Luft in meiner Bootskabine abzulassen. Es wird mit einem PIC16F628A gesteuert und hat ein LCD.

Müssen Sie einen Raum lüften? Dieser Artikel zeigt Ihnen, wie ich einen relaisbetriebenen, GPS-getakteten Ventilator gebaut habe, um die feuchte Luft in meiner Bootskabine abzulassen. Es wird mit einem PIC16F628A gesteuert und hat ein LCD.

Lassen Sie die Luft strömen

In kleinen Räumen, in denen wenig bis keine Belüftung vorhanden ist, neigt die Luft zum Stillstand. Wenn die Luft etwas feucht ist, werden Sie an bestimmten Stellen definitiv Schimmel und Pilze haben.

Schimmel und Pilze kommen in der Natur vor und sind notwendig, um Blätter, Holz und andere Pflanzenreste abzubauen. Da ich viel Holz in meinem Boot habe, werde ich dort sicher Schimmel und Pilze haben. Ich kann sie nicht am Eindringen hindern, aber ich kann einige Maßnahmen ergreifen, um die Umgebung in meinem Boot so feindlich für Schimmel und Pilze wie möglich zu halten.

Es gibt mindestens zwei Möglichkeiten, damit umzugehen. Eine Möglichkeit besteht darin, nach einem engen Zeitplan zu waschen und zu reinigen. Nun, wie viel Spaß macht das? Da ich der Geek bin, der ich bin, habe ich mir stattdessen etwas einfallen lassen:einen Ventilator, der die feuchte Luft zu einem festen Zeitpunkt zirkuliert und ablässt.

Design des Systems

Ich möchte, dass das System Folgendes tut:

• Die Luft zirkulieren lassen
• Automatisch in regelmäßigen Abständen ein-/ausschalten
• Betrieb mit einer Autobatterie
• Enthalten Sie ein Ladegerät zum Aufladen des Akkus
• Enthalten ein Display, das die Uhrzeit und andere Informationen anzeigt

Um ein solches System zu bauen, benötige ich die folgenden Teile:

• Ein 12-V-Lüfter
• Ein Mikrocontroller
• Eine 12-V-Batterie und ein 12-V-Ladegerät
• 2 Relais, etwas zur Zeiterfassung und Schraubklemmen.
• Andere Teile, laut Teileliste unten

Ich möchte, dass der Lüfter jede Stunde fünf Minuten lang läuft. Das wird in der Software fest codiert.

Das Setup wird mit einer Autobatterie betrieben. Mein Lüfter ist mit 12 V 4,5 A bewertet. Damit der Akku immer top geladen ist, schließe ich ihn an ein Ladegerät an. Damit das Ladegerät bei laufendem Lüfter nicht überlastet wird, werde ich das System dazu bringen, das Ladegerät bei laufendem Lüfter „abzutrennen“. Ein Relais steuert den Lüfter und das andere Relais das Batterieladegerät. Wenn der Lüfter läuft, wird der Akku nicht geladen, und wenn der Lüfter nicht läuft, wird der Akku geladen.

Um die Zeit zu verfolgen, verwende ich ein GPS-Modul. In diesem Projekt verwende ich das Modul der Skylab SKM53-Serie (PDF). Dieses Gerät sendet jede Sekunde mehrere NMEA-Sätze über UART. Das Datenblatt empfiehlt die Verwendung eines 10K-Pull-up-Widerstands sowohl für RXD als auch für TXD. Dies erhöht die Stabilität der seriellen Daten. Ich habe das nicht gemacht und ich habe keine Instabilität bemerkt. Ich könnte Glück haben. Auf der gleichen Seite im Datenblatt steht, dass geeignete Entkopplungskondensatoren hinzugefügt werden sollten. Ein 10uF Elektrolyt und ein 0,1uF Keramik. Als ich die Schaltung mit einem Steckbrett versehen habe, habe ich nur eine 0,1uF-Keramik verwendet.

Screenshot aus dem Skylab-Datenblatt (PDF).

Ich verwende den "RMC"-Satz, um die Zeit zu erhalten. Ein Beispiel für einen RMC-Satz ist der folgende:

$GPRMC,075747.000,A,2233.89990,N,11405.3368,E,3.9,357.8,260210,,,A*6A

Die ersten Zahlen nach $GPRMC sind die Uhrzeit. In diesem Beispiel ist die Zeit 07:57:47. Wir werden diese Informationen brauchen.

Als nächstes benötigen wir das Präfix, das uns mitteilt, ob das GPS-Modul eine gültige Positionsbestimmung hat. Im obigen Beispiel ist es das große A nach den drei Nullen.

Ein "A" zeigt einen gültigen Fix an und ein "V" zeigt einen ungültigen Fix an. In meiner Software suche ich nach einem gültigen Fix. Bei diesen Buchstaben muss die Groß-/Kleinschreibung beachtet werden.

Um Projekte zu strukturieren, erstelle ich gerne ein Blockschaltbild. Auf diese Weise „visualisiere“ ich mir, was ich tun möchte.

Im obigen Blockdiagramm habe ich alles in einen eigenen Block aufgeteilt. Dies ist auch hilfreich, wenn ich den Schaltplan oder die Schaltung beheben muss.

Hardware

Die schematische Darstellung basiert auf dem Blockschaltbild. Ich habe alle Blöcke im Blockschaltbild reproduziert, um die Komponenten und ihre Verbindungen in der Schaltung widerzuspiegeln.

Im Datenblatt des LM7805-Reglers steht, dass Sie für eine Standardanwendung nur 0,33uF am Eingangspin und 0,1uF am Ausgangspin benötigen. Warum verwende ich also verschieden bewertete Obergrenzen und etwas mehr? Ich verwende sie zum Glätten der Eingabe und der Ausgabe. Es mag etwas zu viel sein, aber ich habe mit dieser Reglerkonfiguration sehr gute Erfahrungen gemacht. Wenn Sie keine Kondensatoren verwenden, kann der Regler anfangen zu schwingen. Der Regler LM7805 ist ein alter Linearregler. Warum nicht einen modernen Schaltregler verwenden? Die Schaltregler sind viel effizienter als die Linearregler. Das war, was ich herumgelegt hatte.

Ich hätte mit nur einem Relais Teile und Platz sparen können. Ich möchte zwei Relais. Einer der Gründe für die Verwendung von zwei Relais ist, dass ich einen kleinen Zeitraum zwischen dem Abschneiden des Ladegeräts und dem Starten des Lüfters haben möchte.

Ich habe die Stückliste aus BOM.ULP in OpenOffice Calc importiert und einige der unnötigen Spalten entfernt:

Im Schaltplan sind meine Sicherungen nicht zu sehen. Ich habe eine 12-V-8-A-Sicherung am Pluskabel des Lüfters und dieselbe am Pluskabel des Batterieladegeräts.

Software

Sie können die C-Quelle über den Download-Link am Ende dieses Artikels herunterladen. Der Code ist gut kommentiert, aber ich werde hier einige zusätzliche Highlights machen.

Wenn ich ein Programm erstelle, folge ich einer bestimmten Struktur. Dieses Diagramm zeigt die Struktur:

Der Code beginnt mit dem Einbinden der notwendigen Bibliotheken, gefolgt von den Konfigurationsbits. Es gilt als gute Programmierpraxis, die Konfigurationsbits in den Quellcode aufzunehmen. Dann ist es viel einfacher zu sehen, was Sie getan haben, und andere können bei der Fehlersuche helfen. Außerdem, wenn Sie ein Projekt nach ein paar Monaten aufgreifen, werden Sie die Teile sofort sehen.

Wenn die Konfigurationsbits in Ordnung sind, gehe ich zu den Definitionen über. Hier definiere ich die Quarzgeschwindigkeit, die ich mit den Schaltkreisen verbunden habe. Die Ports des Mikrocontrollers werden ebenfalls definiert.

Als nächstes kommen die Variablen:Hier werden alle Variablen deklariert.

Jetzt ist es an der Zeit, die Funktionen zu prototypisieren. Hier liste ich alle Funktionen auf, die das Programm verwendet. Manche Programmierer halten das für Zeitverschwendung, aber ich mag es und behalte es. Es ist eigentlich notwendig, wenn Sie das Programm mit den Funktionen nach der Hauptprogrammschleife strukturieren.

Als nächstes kommen die Funktionen. Jetzt ist es wirklich wichtig, mit dem Kommentieren zu beginnen. Normalerweise habe ich ein paar Zeilen über jeder Funktion, die sagen, was die Funktion im Allgemeinen macht. Ich kommentiere auch Codezeilen innerhalb der Funktionen.

Ein Beispiel ist die Funktion, die den UART-Port in diesem Projekt initialisiert:

// FUNKTION ZUM INITIEREN DES UART-PORTS void uart_init(void) { TXSTAbits.BRGH =0; // hohes Baud-Auswahlbit, 1=hoch, 0=niedrig TXSTAbits.SYNC =0; // USART-Modusauswahlbit, 1=Sync-Modus, 0=Async-Modus TXSTAbits.TX9 =0; // 9-Bit-Auswahlbit, 1=9-Bit-Übertragung, 0=8-Bit-Übertragung RCSTAbits.CREN =1; // Kontinuierlicher Empfang aktivieren Bit, 1 =Kontinuierlichen Empfang aktivieren /* Berechnen Sie den SPBRG mit 16MHz Quarz 16MHz 16000000 /9600 =1666.6666 1666.6666 / 64 =26.0416 26.0416 - 1=25.0416 25,041 =25 */ SPBRG =25; // 9600-n-8-1 PIE1bits.RCIE =1; // USART empfängt Interrupt-Aktivierungsbit, 1=enable RCSTAbits.SPEN =1; // Serial Port Enable Bit, 1 =Serial Port Enable TXSTAbits.TXEN =1; // Freigabebit senden, 1=Eanble senden Rückkehr; }  

Sie sehen die erste Kommentarzeile, die erklärt, was die Funktion macht. Dann werden alle Codezeilen kommentiert, damit ich weiß, was los ist.

Wenn alle Funktionen vorhanden sind, ist es Zeit für das Hauptprogramm. Das Hauptprogramm beginnt mit ein paar Anweisungen, bevor es in eine endlose Schleife eintritt.

jc_lettheairflow.c.zip

Schlussfolgerung

In diesem Artikel habe ich versucht, die Umgebung in meinem Boot mit einem Ventilator, der die Luft bläst und zirkuliert, so schädlich für Schimmel und Pilze wie möglich zu machen. Der Ventilator ist mit einem Rohr verbunden, das aus der Kabine herausgeht. Ich habe ein GPS-Modul verwendet, um die Zeit zu verfolgen, und ich habe zwei Relais verwendet, um den Lüfter ein- und auszuschalten. Um sicherzustellen, dass die Batterie geladen bleibt, habe ich ein weiteres Relais verwendet, um ein Batterieladegerät ein- und auszuschalten.

Ich überlasse es dem Leser, diese Schaltung auf die nächste Stufe zu heben und das Datum anzuzeigen.

Warum ein GPS-Modul verwenden? Ich hätte den Mikrocontroller als einfachen Timer verwenden können. Dann musste ich eine Art Schnittstelle erstellen, um die Zeit einzustellen. Oder ich wäre glücklich, wenn es ohne Rücksicht auf Echtzeit läuft. Es würde jede ganze Stunde 5 Minuten lang laufen. Mit dem GPS kann ich es programmatisch so einstellen, dass es fünf Minuten zu jeder vollen Stunde läuft.

Bild

Probieren Sie dieses Projekt selbst aus! Holen Sie sich die Stückliste.