Цифровой таймер для освещения

Возможное применение: для экономии электроэнергии освещения, а так же оптимизации работы наружного освещения. Да и вообще, для разных устройств и приборов, которые нужно включать и выключать в одно и то же время регулярно каждые сутки, на протяжении многих недель, месяцев. Это таймер, который имеет рабочий цикл периодом в одни сутки. Таким образом, происходит экономия и материальных ресурсов.

Таймер представляет собой микропроцессорное программируемое устройство, обладающее следующими особенностями:

  • Распространенный микроконтроллер ATmega8.
  • Три независимых исполнительных канала.
  • Независимые временные интервалы таймеров для каждого канала.
  • Каждый канал, имеет по три настраиваемых периода включения – выключения, для исполнительных устройств.
  • Режим работы таймера, суточный с 00:00. до 23:59.
  • Точность программируемых таймеров до 1 минуты. Общей сложностью для каждого канала, от 1 минуты до 24 часов.
  • Полное управление таймером с помощью 4-х кнопок.
  • Выносной фотодатчик.
  • Совместная или независимая работа каналов таймера и фотодатчика.
  • ЖК графический дисплей.
  • Русскоязычный интерфейс.
  • Индикация состояния каждого канала таймера.
  • Функция общего сброса из пользовательского меню.

Микросхема DS1307 (часы реального времени):

  • Содержит в себе часы, календарь.
  • Точность установки, 1 сек.
  • Резерв хода часов с запасом хода до 10 лет при отсутствии внешнего питания.
  • Программная корректировка погрешности хода часов.

Принципиальная схема цифрового таймера освещения:

Принципиальная схема цифрового таймера освещения

Таймер не боится перебоев в электропитании и может управлять практически любой нагрузкой, включая и энергосберегающие лампы любого типа (так как на его выходе используем реле, физически он действует как обычный механический выключатель).

Имеется возможность использования каждого канала с привязкой к периоду день-ночь, соответственно выкл. осветительных приборов днем, и включение освещения (если этот период задан пользователем), в сумерки и ночью.

В качестве датчика может использоваться фоторезистор или фототранзистор.

Выбор использования опции день-ночь производится по усмотрению пользователя из пользовательского меню, для каждого канала отдельно.

Установка периодов включения

Отрезок времени установки активности диапазона на включение, с 00:00. до 23:59.
В связи с тем, чтобы не было промежутка невключения исполнительного устройства с 23:59. до 00:00. , время таймер считает так, здесь на это нужно обратить внимание.
с 00:01. до 00:01. равно 1 минуте,
или с 00:00. до 00:01. равно 2-м минутам.
Или с 00:00. до 23:59. Составляет ровно 24 часа.

Если нужно, что бы период был неактивен, время нужно выставлять так включение 00:01. выключение 00:00. При неактивности периода канала, разница должна быть,  минус одна минута  минимум.
Текущее состояние нагрузки индицируется в режиме основного экрана символами 1 2 3 соответствующие номерам каналов таймера.

Состояние функции день — ночь отображается в режиме основного экрана, этакими мнемоническими символами солнца и луны.

Все данные настроек периодов включения — выключения, автоматически сохраняются в энергонезависимой памяти МК.

Если требуется, выберите пункт «сброс установленных настроек».

Сброс установленных настроек

Нажатие кнопки +^  приведет все настройки значения  каналов по умолчанию 00:01. 00:00. , если раннее была установлена корректировка секунд, также станет в  ±0.

Все действия и параметры установок отображаются на ЖКИ. Все надписи меню на русском языке.

Меню таймера

В программе предусмотрена функция автоматической корректировки секунд, эта функция порадует многих любителей, которые собирают такие устройства своими руками, так как каждая новая индивидуальная плата, это и индивидуальная емкость монтажа.

При конструировании своей платы придерживайтесь рекомендации монтажа от разработчика микросхемы DS1307.

Рекомендации монтажа для DS1307

Вариант исполнения этого экрана в данном варианте и в SL.

Разводка места кварца для DS1307

После пайки, тщательно очищайте плату от остатков флюса, это можно делать небольшим кусочком марли смоченной в ацетоне, и дополнительно, неплохо, помыть плату в ультразвуковой ванночке….  результат…., у меня пока, такая функция как коррекция секунд, осталась невостребованной.

Обработка платы в ультразвуковой ванночке

Теперь к делу, если корректировка все-же нужна, как ее использовать.

В пользовательском меню выбираем пункт

Коррекция секунд

В котором выбираем, плюс или минус нужное количество секунд.

ВНИМАНИЕ корректировка секунд будет производиться один раз в 00:01.30 , один раз каждые 10 дней. (Так как минимальная коррекция 1 сек в день это очень грубая подстройка, а так при периоде коррекции в 10 дней, есть возможность проводить коррекцию, минимально от ±0.1 сек.)

FUSE: для работы МК, выставляются на тактовую частоту 4 МГц. МК тактируется от внутреннего RS осциллятора.

Фьюзы

Комплектующие: ЖКИ 16х2 на базе контроллера HD44780 или KS0006, МК ATmega8 с любой буквой, в DIP исполнении, можно применить и в корпусе TQFP. Популярная специализированная часовая микросхема DS1307, ведет подсчет реального времени в секундах, минуты, часы, дни, месяц и год вплоть до 2100 г. Автономное питание микросхемы DS1307, от одной 3-х вольтовой батарейки, способно поддерживать микросхему DS1307 в рабочем состоянии, в течение 10 лет.

Обвязка микросхемы DS1307 минимальная: кварц на 32768 Гц и батарейка на 3V (параллельно батарейке танталовый конденсатор).

Реле для исполнительных устройств на 12V.

Печатная плата

Печатная плата

Работу схемы можно протестировать в proteus’е:

Схема в proteus

Применение этого таймера: найдется множество вариантов использования такого таймера,  потому что,  это энергонезависимая и точная  автоматика, будет реально полезна для какой либо автоматизации в быту или производстве.

Фото платы таймера

Фото платы таймера

Фото таймера

Архив проекта: прошивка, фьюзы, печатная плата, proteus.

Автор: C@at (http://c2.at.ua)

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
МК AVR 8-бит ATmega8 1
Часы реального времени (RTC) DS1307 1
Линейный регулятор LM7805 1
Биполярный транзистор BC639 3
Фототранзистор 1
Диод 3
Электролитический конденсатор 470 мкФ 1
Конденсатор 1 мкФ 1
Электролитический конденсатор 10 мкФ 1
Электролитический конденсатор 100 мкФ 1
Конденсатор 100 нФ 3
Резистор 20 кОм 1
Резистор 4.7 кОм 2
Переменный резистор 5 кОм 1
Резистор 10 кОм 1
Резистор 6.8 кОм 3
Кварц 32768 Гц 1
Батарея 3 В 1
Катушка индуктивности 10 мкГн 1
Кнопка 4
Реле 3
LCD-дисплей 16 х 2 1