" title="Написать письмо">Написать письмо
Донаты на карту ВТБ:
5368 2902 0040 0838

Статистика

Пользователи : 1
Статьи : 2069
Просмотры материалов : 7577757
 
Управление клапаном унитаза-2 (31.08.2024). Печать E-mail
2024 - Август
31.08.2024 00:00
Save & Share
Ранее было создано управление электромагнитным клапаном воды, являющееся более эффективной заменой механических впускных систем бачка унитаза. Пришло время сделать это управление на дешёвом микроконтроллере. Реальность внесла свои коррективы (раз, два), но добавила простоту сборки и избыточную надёжность (правда, за них придётся заплатить) - без изучения входных каскадов неизвестного происхождения и талмудов по проектированию линейных схем.


Скетч и схема (исправлены до версии 1.1).


Комментарии в скетче отражают некоторые критические мелочи, не описанные здесь (например, настройка схемы на выдерживание пониженного напряжения ~3.8В, в случае установки энергоэффективных реле).

Преимущества перед системой без микроконтроллера, на момент создания последней:
- самоконтроль датчиков и их проводов почти во всех возможных местах повреждений;
- 3 системы индикации ошибок, на выбор: 1 считающий светодиод, 7 мигающих светодиодов, семисегментный индикатор. Выдача значений напряжений через COM-порт;
- вместо одного датчика воды - два: второй заблокирует подачу воды в случае неостановки воды (неисправность реле, электроклапана, первого датчика) или отсутствия воды. Соответственно, реле - 2шт;
- датчик состоит из одного-двух резисторов, придав датчику избыточную механическую жёсткость и уменьшив расстояние между контактами;
- платформу Arduino Nano с микроконтроллером - просто нереально убить, как ни пытался (в отличие от капризных полевиков). Но... в самом конце, до монтажа в корпус, припаял меньше необходимого номинал резистора к RST - и отправил микроконтроллер в Вальхаллу. Поэтому эта схема будет пересобрана ещё раз, чистовой вариант, даже с панелькой DIP-32W, - не на ATmega168, а на ATmega328PB.

Недостатки перед системой без микроконтроллера:
- прощай, энергоэффективность: вместо потребления в режиме простоя 12В/2.4мкА (0.0026кВт/год) - 12В/0.16А (16.8кВт/год): плата контроллера, микропроцессор, уменьшение номинала сопротивления датчика с 110МОм до 6МОм;
- макетную плату 5x7см пришлось изнасиловать, чтобы уместить на ней всё (зато теперь можно посмотреть на промежуточные фото монтажа - и без ошибки расположить элементы оптимально). Сам виноват: взял резисторы "1Вт" вместо 0.125Вт и т.д. Нужно только сдвинуть плату на одно отверстие левее (8 отверстий слева остаётся, 9 отверстий справа) - тогда семисегментный индикатор влезет всеми 4 пинами в плату, а не 3 (на фото он оторван с места установки - так получилось);
- светодиоды неспособны становиться в ряд из-за габаритов - пришлось делать в шахматном порядке. Реле пришлось приклеить суперклеем (возможность замены без пайки, лишние отверстия сверлить в плате не надо). В момент спаивания ножек групп элементов (резисторы, светодиоды) - они немного искривились с лицевой стороны платы;
- потребовались дополнительные элементы (семисегментный индикатор, кнопка перезагрузки, резисторы, второе реле) - что увеличило стоимость системы, относительно системы без микроконтроллера.



Между источником питания 12В и 5В - был выбран 12В: у Arduino внутреннее рабочее напряжение 5В - при любом входном напряжении >6В (плюс, используется адаптер питания клапана без необходимости покупки преобразователя). Радиатор на сам микроконтроллер - не требуется: я параноик. Парные аналоговые выходы, питающие реле, можно соединять перемычками, чтобы не разводить припойную грязь.

Габариты системы, в итоге, те же самые: на макетную плату 5x7см и в мыльницу - влезает. Но вместо 2 проводов датчика выходит уже 3, вместо одной кнопки (подачи напряжения на клапан вне системы управления) стоит ещё кнопка ребута Arduino. Индикаторы сделал на макетной плате - теперь в мыльнице прозрачное пластиковое окошко городить потом придётся. На фото - старый вариант вывода напряжений на экран, превышение уровня воды, нет воды, есть вода.





Итоговая стоимость (на алиэкспрессе, естественно, - с бесплатной доставкой):
- платформа Arduino Nano v.3.0 с ATmega 328(P/PB) - 150руб;
- семисегментный индикатор TM1637 - 49руб (опционально);
- светодиод красный - 59руб/100шт, надо 9шт (опционально);
- реле JQC-3F(T73) 5В - 39руб/шт, надо 2шт;
- резистор 82кОм/0.125Вт/10% - 60руб/100шт (надо 2шт, а также из 8шт сделать резистор для контакта RST);
- резистор 3МОм/2Вт/5% - 59руб/20шт, надо 4шт (на алиэкспрессе почему-то нет 5.8-6.2МОм/2Вт);
- микротумблер MTS-102 (можно MTS-101) - 81руб/5шт, надо 2шт;
- макетная печатная плата односторонняя 50x70мм (запрос "плата 5x7"): 65руб/5шт - надо 1шт;
- предохранитель 0.5А: 34руб/10шт - надо 1шт;
- клеммы на клапан (аналог РПИ-М 1.5) - 150руб/10шт, надо 2шт - ну их на хрен: тупо припаяться можно;
- дорожная мыльница "Полимербыт" как корпус - 30руб/шт (в ашане);
- флюс, олово, электричество, износ жала - 50руб;
- провода из сломанного БП ПК надёргать можно (разноцветные - очень удобно): 131руб/5м, надо 3-4м;
- защитный диод на электроклапан: на практике показал, что не нужен (ничего не выходит из строя) - с его поиском больше мороки, чем с потенциальной полезностью;
- итого: 846руб.


Если ничего нет под рукой - цена будет такой высокой. У меня же вышло 229руб: микроконтроллер, индикатор и мыльницу пришлось купить. Именно поэтому продолжаю считать, что все долгоиграющие вещи нужно покупать оптом или вытаскивать из мусора перед выбрасыванием: провода, резисторы, платформы, индикаторы и т.д. За 10-15 лет их цена вырастет, а за счёт неугасающего творчества излишки будут расходоваться лавинообразно. Ну а если творчество заглохло - то и на избыточные изначальные затраты уже плевать: там штормит не по-детски. Собственно, эти излишки сейчас и позволяют держаться психологически на плаву.

(добавлено 04.09.2024) Сильное изменение номинала подтягивающего резистора в меньшую сторону приводит к появлению ну очень больших погрешностей при пониженном питании. При питании 3.8В и заземляющих резисторах 75кОм - на ATmega328PB регистрируется "0.16В" там, где по факту 0.05-0.06В.


Но, опять же: даже при таком раскладе - скетч будет считать, что резистор лежит вне воды: для срабатывания неравенства нужно 0.6В.

Скетч можно дорабатывать: произошло событие, ожидаемое лишь через несколько лет. Выпускная система унитаза начала приспускать воду. Так как в унитазе сейчас стоит управляющая система без микроконтроллера - единственное, чем она могла привлечь внимание, - это звуком кратковременного включения-выключения клапана, работающего пару секунд. Услышал.

В системе с микроконтроллером же: можно реализовать контроль, сколько секунд вода набиралась; и если меньше 2-3 - заблокировать подачу воды с уведомлением. Вот для этого и пригодится оставшийся свободным пин D13: ошибка "проверь выпускную систему".

Такая же ошибка может произойти, если унитазом долго не пользоваться - и вода в незакрытом бачке тупо испарится. Тем более, в этом случае управляющая система должна остановить воду: ведь это значит, что хозяин не перекрыл краны в пустой квартире.

(добавлено 05.09.2024) Оказалось, просто что-то твёрдое попало между резинками (возможно, упавшее в открытый бачок во время изготовления полки).

(добавлено 12.09.2024) Собрал заново макетную плату (попробовал другое расположение элементов - вышло хуже). Оттестировал. Добавил ошибку кратковременности работы клапана, уменьшение энергопотребления. Оттестировал (дождался в т.ч. нового TM1637 взамен изнасилованного и убитого). Самоконтроль датчика на проверку налёта и иной грязи сделать не смог: остаётся непонятно, как. Скетч несовместим со старой версией схемы 1.0.


Обновлено ( 12.09.2024 16:55 )
 
 

Последние новости


©2008-2024. All Rights Reserved. Разработчик - " title="Сергей Белов">Сергей Белов. Материалы сайта предоставляются по принципу "как есть". Автор не несет никакой ответственности и не гарантирует отсутствие неправильных сведений и ошибок. Вся ответственность за использование материалов лежит полностью на читателях. Размещение материалов данного сайта на иных сайтах запрещено без указания активной ссылки на данный сайт-первоисточник (ГК РФ: ст.1259 п.1 + ст.1274 п.1-3).

Много статей не имеет срока устаревания. Есть смысл смотреть и 2011, и даже 2008 год. Политика сайта: написать статью, а потом обновлять ее много лет.
Рекламодателям! Перестаньте спамить мне на почту с предложениями о размещении рекламы на этом сайте. Я никогда спамером/рекламщиком не был и не буду!
Top.Mail.Ru