Многофункциональное устройство управления домашними приборами.
Устройство предназначено для использования в качестве настенного выключателя-регулятора освещения или управляемой розетки для подключения любых бытовых приборов. Может использоваться как самостоятельное устройство, либо в составе автоматизированной системы управления освещением в доме. Впрочем, данное устройство может быть использовано и для управления любыми другими бытовыми приборами.
Например, масляным обогревателем, вытяжной и приточной вентиляцией, жалюзи и т.д. Имеет адресное управление, позволяющее размещать в одном помещении большое количество подобных устройств и выборочно управлять ими как при помощи пульта ДУ, так и командами от центрального блока автоматического управления или компьютера. При этом каждое устройство имеет свой адрес от 00 до 99. Используется также альтернативное ручное управление посредством емкостного сенсора
Многофункциональное устройство управления домашними приборами "Smart Home Device 1" (далее по тексту SHD1) имеет следующие функции:
Включение и выключение нагрузки.
Плавная регулировка мощности (с помощью пульта дистанционного управления или сенсора).
Регулирование выходной мощности ступенчато (по 20%) при получении команд от компьютера или центрального блока управления при работе в системах автоматизации управления светом в доме. То есть, в этом случае, возможны следующие значения мощности, подводимой к нагрузке: 0%, 20%, 40%, 60%, 80%, 100%.
Защита ламп. Обеспечивается плавным разогревом нитей накала ламп при включении. Время разогрева - 2 секунды при поднятии мощности на нагрузке до 100%.
Управление устройством с пульта дистанционного управления. Для доступа к управлению конкретным устройством, необходимо нажать с интервалом времени не более 1 сек., последовательно, две цифровые кнопки на пульте, набрав номер, соответствующий номеру устройства. Затем на SHD1 загорается светодиод на 4 секунды. В течение этого времени необходимо нажать одну из четырёх кнопок: включение, выключение, прибавление, убавление мощности. Каждое нажатие любой из этих кнопок продлевает время готовности к приёму команд управления до 4-х секунд.
Управление устройством посредством получения команд от центрального блока управления или компьютера.
Ручное управление включением и выключением устройства, регулировкой мощности. Используется емкостный сенсор, реагирующий на легкое касание к поверхности корпуса выключателя. При включении устройства будет установлен уровень мощности, использовавшийся последним.
Звуковые сигналы подтверждения приема команд управления.
Световой сигнал (красный светодиод). Индицирует включение режима приёма команд управления (после приёма номера устройства с пульта).
Автоматическое выключение нагрузки через 12 часов после последнего включения или изменения уровня мощности с пульта ДУ. Отменяется при получении любой команды от центрального блока управления.
Автоматическое отключение нагрузки на 30 секунд при превышении максимально возможной мощности подключенных устройств.
Принципиальная схема пульта дистанционного управления
На схеме показана полностью подключенная матрица клавиатуры. На практике же такого количества клавиш не требуется. Необходимо подключить лишь клавиши ввода цифр от 0 до 9 (обязательно) и еще четыре любые кнопки, которые будут отвечать за включение и выключение нагрузки, прибавление и убавление мощности. Коды произвольно назначенных, таким образом, клавиш должны быть записаны в EEPROM контроллера по соответствующим адресам.
Описание многофункционального устройства управления домашними приборами
В SHD1 предусмотрена возможность внутрисхемного перепрограммирования управляющего контроллера для загрузки программы после сборки, а также для обновления версии программы в случае необходимости.
SHD1 может встраиваться в корпус стандартного выключателя для скрытой проводки.
Может быть использован любой стандартный пульт ДУ, работающий в стандарте RC-5.
Выключатель имеет возможность внутрисхемного программирования и изменения номера устройства, номера системы команд RC-5 для управления от пульта ДУ, номера системы команд RC-5 для получения команд от центрального блока управления, всех кодов команд управления, статуса устройства (разрешение или запрещение на регулировку мощности). Все данные записываются в EEPROM память данных контроллера и могут быть изменены в последствии без изменения кода программы, который остается защищен от считывания. Для записи и чтения этих данных можно использовать любой стандартный программатор, включая простейший COMPIC1. В таблице ниже показано распределение памяти для хранения указанных данных:
Адрес
Наименование
Выполняемая функция и примечание
00
DEVICE_STATUS
Регистр имеет битовую конфигурацию. Установка D0 разрешает регулировку мощности. Сброс D0 — запрещает. Остальные биты зарезервированы.
01
POWER_STATUS
При программировании должен быть сброшен в 00H. Используется контроллером для запоминания включения или выключения нагрузки. Включенная нагрузка — FFh, выключенная — 00h. Другие значения недопустимы.
02
POWER_DEFAULT
При программировании должен быть сброшен в 00H. Используется контроллером для запоминания текущей мощности нагрузки.
03
NUM_SYS_GEN
Номер системы для приёма команд от блока управления.
04
NUM_SYS_REM
Номер системы для приёма команд от пульта ДУ.
05
NUM_DEV_H
Старший байт номера устройства. Может принимать значения от 00h до 09h.
06
NUM_DEV_L
Младший байт номера устройства. Может принимать значения от 00h до 09h.
07
SET_GEN_OFF
Команда выключения от блока управления.
08
SET_GEN_20
Команда включения на 20% мощности от блока управления.
09
SET_GEN_40
Команда включения на 40% мощности от блока управления.
0A
SET_GEN_60
Команда включения на 60% мощности от блока управления.
0B
SET_GEN_80
Команда включения на 80% мощности от блока управления.
0C
SET_GEN_100
Команда включения на 100% мощности от блока управления.
0D
SET_REM_OFF
Команда выключения от пульта ДУ.
0E
SET_REM_DOWN
Команда уменьшения мощности от пульта ДУ.
0F
SET_REM_UP
Команда увеличения мощности от пульта ДУ.
10
SET_REM_ON
Команда включения от пульта ДУ.
Принципиальная схема SHD1
В качестве управляющего использован контроллер PIC16F628 (Microchip). Для приема команд по IR-каналу использован специализированный приемник TSOP1736, по размерам напоминающий обычный инфракрасный фотодиод, но имеющий в своем составе также и усилитель с селективным фильтром и автоматической регулировкой уровня. На выходе у него присутствует стандартный цифровой сигнал.
В качестве излучателя звука применен малогабаритный пьезоизлучатель HPA-17A. Конденсаторы С3, С4, С7 - электролитические на напряжение 10V, конденсатор С2 - керамический на напряжение не ниже 250V, конденсатор С8 - керамический на напряжение не ниже 100V, остальные конденсаторы SMD 0805 или 1206. Резисторы R14, R15, R3 должны иметь мощность 2W, резистор R1 следует применить обычный (не SMD) с мощностью 0,25W. Это обусловлено получением большего расстояния между его выводами при горизонтальном монтаже и, как следствие, повышением предельно допустимого напряжения на его выводах.
Инструкция по эксплуатации SHD1
После подачи электроэнергии (примерно через 5 сек.) устройство переходит в рабочий режим и готово принимать команды от блока управления, пульта ДУ или сенсора. Переход сопровождается звуковым сигналом. До истечения этого срока нельзя подносить руку к выключателю, так как в это время происходит цифровая настройка сенсора. В противном случае, после перехода в рабочий режим, сенсор работать не будет. В этом случае необходимо отключить электроэнергию и через 5-10 сек. включить её снова, не поднося руку к выключателю. При монтаже выключателя следует отключить электроэнергию, полностью установить выключатель, установить клавишу и только после этого снова подать электроэнергию в сеть.
Кратковременное касание сенсора позволяет включать и выключать нагрузку. В случае касания и удержания руки, когда нагрузка включена, будет происходить увеличение мощности, сопровождающееся звуковыми сигналами, до тех пор, пока не будет снята рука или не будет достигнута максимальная мощность. В случае касания и удержания руки, когда нагрузка выключена, произойдет плавное включение нагрузки, а затем будет происходить уменьшение мощности, сопровождающееся звуковыми сигналами, до тех пор, пока не будет снята рука или не будет достигнута минимальная мощность. Через 12 часов после включения нагрузки, она автоматически выключится, если не поступит любая команда от центрального блока управления, которая в любом случае отменит режим автоматического выключения.
Каждое устройство (выключатель, розетка и прочее) имеет свой номер, позволяющий адресовать команды только одному такому устройству из многих находящихся рядом. Для включения режима управления необходимо направить пульт ДУ на выключатель и последовательно нажать две клавиши, определяющие номер устройства к которому происходит обращение (от 00 до 99). После правильного нажатия первой клавиши загорится светодиод на выключателе. После правильного нажатия второй — раздастся звуковой сигнал, сопровождающийся однократным миганием светодиода. После этого выключатель готов принимать команды на включение, выключение или регулировку мощности в течение 4 сек.
По истечении этого времени светодиод погаснет и выключатель выйдет из режима управления. До выхода из режима управления не следует пытаться управлять другим устройством. Иначе предыдущее устройство, не успевшее выйти из режима управления, будет также выполнять передаваемые команды. Прием команд сопровождается миганием светодиода и звуковым сигналом. На пульте есть четыре кнопки, которые вы можете использовать для управления нагрузкой. Это “включение”, “выключение”, “увеличение мощности” и “уменьшение мощности”. При нажатии и удержании двух последних клавиш происходит плавное изменение мощности, подводимой к нагрузке. Через 12 часов после включения нагрузки, она автоматически выключится, если не поступит команда от центрального блока управления.
Центральный блок управления также может изменять состояние выключателя. Он может включить или выключить нагрузку, а также установить мощность на одно из следующих значений: 20%, 40%, 60%, 80%, 100%.
Центральный блок управления также может изменять состояние выключателя. Он может включить или выключить нагрузку, а также установить мощность на одно из следующих значений: 20%, 40%, 60%, 80%, 100%.
Выключатель обеспечивает автоматическую самовосстанавливающуюся защиту от подключения нагрузки с мощностью выше максимально допустимой. Максимальная мощность нагрузки: примерно 1320W, что соответствует току 6А при напряжении питания ~220V.
Полную версию описания этого проекта смотрите на моем сайте.
