CC BY
22
621.3.064.3
ЦИКЛИЧЕСКИЙ ТАЙМЕР В СХЕМЕ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ АПК
Чарыков Виктор Иванович
д.т.н., профессор кафедры электрификации и автоматизации сельского хозяйства Курганской государственной сельскохозяйственной академии им. Т.С. Мальцева
Россия, г. Курган Шабуров Александр Николаевич аспирант кафедры электрификации и автоматизации сельского хозяйства Курганской государственной сельскохозяйственной академии им. Т.С. Мальцева
Россия, г. Курган [email protected]
Аннотация. Статья посвящена разработке схемы и конструкции циклического таймера, выполненного на микроконтроллере фирмы Atmel - Attiny2313. Приведена принципиальная схема таймера, монтажная схема и алгоритм настройки. Назначение таймера - циклическое включение нагрузки каждые «n» часов.
Ключевые слова: микроконтроллер; таймер циклический; тактовая частота; кварцевый резонатор; схемотехника.
CYCLING TIMER CHART AUTOMATION OF TECHNOLOGICAL PROCESSES
APK
Viktor Ivanovich Tcharykov
Ph.D., professor and chair of Electrification agriculture automation Kurgan State Agricultural Academy them. T.S. Maltsev Russia, Kurgan Alexander N.Shaburov graduate student of the Department of electrification and agriculture automation Kurgan State Agricultural Academy them. T.S. Maltsev Russia, Kurgan
Annotation. The article is devoted to the development of the design and construction of the cyclic timer is provided on the company's microcontroller Atmel - Attiny2313. Timer is a schematic diagram and wiring diagram tuning algorithm. Purpose Timer - including cyclic load every «n» hours.
Keywords: microcontroller; cyclic timer; clock frequency; quartz resonator; circuit
design.
Таймеры широко применяются в схемах управления освещением. Они помогают настраивать искусственное освещение на птицефабриках и в теплицах. Таймеры используются для автоматического полива растений, вентиляции, сигнализации или любого другого процесса. Запрограммированное устройство сохраняет заданные параметры достаточно долго, потому что оно имеет энергонезависимую память. Каждый таймер ( реле времени) оборудован на передней панели информационным табло[1,2].
Циклический таймер (рис. 1) предназначен для циклического включения нагрузки каждые «n» часов. Время включения устанавливается пользователем в меню настройки таймера. Изначально таймер настроен на время срабатывания 1 час и находится в активном режиме. В активном режиме индикация таймера выключена, для снижения энергопотребления[3,5].
Таймер имеет две кнопки - START и TIME. Кнопка START служит для перевода таймера в активный режим, либо в режим настройки. При переводе в режим настройки включиться индикация таймера. Установка времени срабатывания настраивается кнопкой TIME. При каждом нажатии на кнопку происходит увеличение времени срабатывания на 1 час.
Таймер выполнен на микроконтроллере фирмы Atmel - Attiny2313. Напряжение питания таймера 5 вольт. Управление нагрузкой производится через релейный выход, рассчитанный на нагрузку 10А, 220В. Для повышения точности счета времени, микроконтроллер настроен на работу от внешнего кварцевого резонатора на 8 МГц.
Расчет прерывания на 1 с, для корректной работы таймера, выполнен по следующей формуле[4,6]:
_ Fclk
F0C°a ~ 2*N*(1 + OCROA) где: Foc0a - нужная частота срабатывания, Гц N - предделитель тактовый частоты таймера; Fclk - частота работы микроконтроллера; OCR0A - значения для записи в счетный регистр таймера.
Для возникновения прерывания раз в 1 секунду при частоте работы 8МГц, пред делителе 256 значение счетного регистра должно быть равно 31249.
Настройка таймера-счетчика микроконтроллера: void timerInit() {TCCR1B |= (1<<CS12) | (1<<WGM12); //запуска таймера, пред делитель 256,режим работы сброс при совпадении OCR1A |= 31249; // счетный регистр TIMSK |= (1<<OCIE1A); // разрешаем работу прерывания от таймера}
Счет времени происходит в прерывании, которое генерируется каждую 1 секунду: ISR(TIMER1_COMPA_vect)
second++; //считаем секунды if(second == 60) //считаем минуты
Х6 X? XS
Рисунок 1 - Принципиальная электрическая схема таймера {minute++; second = 0} ifminute == 60) //считаем часы {hour++; minute = 0}
Схемотехника:
U1 - микроконтроллер Attiny2313; SW1, SW2 - тактовые кнопки;
R1.. .R10 - резисторы 360 Ом, 0,25 Вт; С1, С2 - керамические конденсаторы, 20 пФ; Q1
- любой транзистор проводимости n-p-n, например кт315;
D1 - диод, 1n4148; X5...X8 - разъем для прошивки;
X1, X2 - семисегментный индикатор на 2 разряда, общий катод;
X3 - разъем USB; X4 - винтовой клеммник для подключения нагрузки;
Y1 - кварцевый резонатор на 8 МГц; HLS6-23F - реле.
Рисунок 2 - Монтажная плата циклического таймера
Список литературы:
1. Шустов М.А. Практическая схемотехника. Цифровые устройства. - М.: Альтекс - А, 2002. - 184с.
2. Микросхемы для импульсных источников питания и их применение. Справочник. - М.: Додэка, 2000. - 608с.
3. Четти П. Проектирование ключевых источников электропитания. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 238с.
4. http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/ic/Atmel/micros/avr/attiny2313.htm. Обр. 24.04.2016г.
5. Перельман Б.Л., Шевелев В.И. Отечественные микросхемы и зарубежные аналоги. Справочник. - М.: "НТЦ Микротех", 1998. - 376 с.
6. Микушин А.В., Сажнев А.М., Сединин В.И. Цифровые устройства и микропроцессоры. - СПб.: БХВ-Петербург, 2010. - 325с.
