В данной статье пойдет речь о самодельном контроллере управления оборудованием. Он имеет 64 цифровых входа и 24 выхода релейного типа. Этот контроллер установлен на термопластавтомате Куаси 170/55 i. Работает в течении 7 месяцев. Сбоев в работе по вине контроллера не было. Можно применить его для управления другим бытовым и промышленным оборудованием. Прилагается проект в Proteus 7.9 SP1. Программа написана в Algorithm Builder.
Принципиальная схема
Описание работы
Микроконтроллер по прерыванию, 30 раз в секунду, считывает состояние входов через последовательные регистры 74НС165. По команде load регистры записывают информацию с входов во внутренний регистр. По команде in_clk выводят поочередно 8 байт на выход. Контроллер записывает 64 входных сигнала в свои внутренние регистры. Обрабатывая полученные данные выводит сигналы через регистры 74НСТ573, коммутируя нужную микросхему сигналами l_out1-3. Есть возможность устанавливать необходимые параметры и временные интервалы, которые отображаются на индикаторах.
Для согласования уровней входных сигналов и контроллера можно применить несколько способов. Вот некоторые из них.
Через делитель со стабилитроном. R1 подобрать по току стабилизации.
Через оптопару. R1 подобрать по току оптопары.
Транзистор
Часто используются индуктивные датчики, реагирующие на приближение металлических пластин. Схема самодельного индуктивного датчика и способ изготовления корпуса показаны по ссылке
Управление силовыми цепями возможно так же несколькими способами. Включение нагрузки составным транзистором, полевым транзистором, реле или семистором.
Список деталей:
Атмега 16 1шт.
74НС165 8шт.
74НСТ573 3шт.
МАХ7219 по необходимости
74НС595 по необходимости
R1-R64 4,7К
R 10-39К
Индикаторы семисегментные любые с общим катодом.
На моем термопластавтомате управление осуществляется магнитными клапанами 24В. Я применил полевые транзисторы IRLZ24N.
Описание ПО и прошивки
Программное обеспечение в статье ознакомительное. Т.к. использоваться контроллер может со многим оборудованием, программа пишется под конкретный алгоритм работы. В программном обеспечении показан способ считывания входов, управление выходами и вывод информации на индикаторы через микросхемы 74НС595 и МАХ7219.
Работа программы
Кнопки kn+ и kn- увеличивают и уменьшают значение на соответствующих индикаторах. Индикатор без кнопок увеличивается раз в секунду и по достижении 9 сбрасывается в ноль. Кнопки kn_on и kn_off включают и выключают соответствующие светодиоды.
При прошивке микроконтроллер программируется на работу от внутреннего генератора 8 МГц.
Внимание: При установке контроллера в промышленное оборудование, помните, что это вы делаете под свою ответственность. Не забывайте про блокировки всех опасных зон на оборудовании.
Стоимость контроллера около 1000-2000 рублей, в зависимости от количества выходных сигналов, что в десятки раз меньше стоимости промышленного контроллера.
Для желающих повторить контроллер готов предоставить всю информацию безвозмездно.
На печатной плате соединить точки a-a, b-b и с-с. Предусмотренное место под стабилизатор 5В и конденсаторы использовать по необходимости.
Фото контроллера
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| МК AVR 8-бит | ATmega16 | 1 | ||||
| Микросхема | 74НС165 | 8 | ||||
| Микросхема | 74НСТ573 | 3 | ||||
| R1-R64 | Резистор | 4.7 кОм | 64 | |||
| R10 | Резистор | 39 кОм | 1 | |||
| Резистор | 10 кОм | 2 | ||||
| DIG0-DIG3 | Сегментный индикатор | АЛС321А | 4 | Любые с общим катодом (ОК) | ||
| HL1, HL2 | Светодиод | АЛ307БМ | 2 | |||
| S1-S6, kn | Кнопка тактовая | FSM8JH | 10 | |||
| Микросхема | МАХ7219 | 1 | (вариант, по необходимости) | |||
| Микросхема | 74НС595 | 1 | (вариант, по необходимости) | |||
| VD1 | Стабилитрон | 4.7 В | 1 | (вариант, по необходимости) | ||
| Оптопара | PC817 | 1 | (вариант, по необходимости) | |||
| MOSFET-транзистор | IRLZ24N | 1 | (вариант, по необходимости) | |||