Общее описание Рабочий режим Схемотехника Программное обеспечение Файлы проекта Адрес автора Общее описание Достоинство проекта - небольшая стоимость готового изделия и экономичность. Устройство потребляет электроэнергии не более 50 Вт/ч. Недостаток проекта обратная сторона достоинства - недостаточная яркость свечения индикаторов табло в солнечный день. Часы состоят из внешнего табло, устанавливаемого на фасаде здания, метеосервера, устройства управления, датчиков температуры и давления. Информация о текущем времени, температуре окружающей среды и атмосферном давлении выводится на четырехразрядный семисегментный индикатор попеременно. Погрешность измерения температуры определяется погрешностью датчика температуры и составляет не больше плюс-минус 0.5 градусов в диапазоне от -10 до 85 градусов Цельсия. В остальном диапазоне погрешность не хуже плюс-минус 2 градусов. При этом обязательным условием является установка датчика температуры таким образом, чтобы он находился в тени и на расстоянии не менее 15 см от стены. Погрешность измерения давления составляет не больше плюс-минус 0,5 мм.рт.ст. Установка и корекция времени часов производится с компьютера программой MeteoServer в автоматическом режиме. Рабочий режим На индикаторе периодически отображаются значения текущего времени, температуры окружающей среды и атмосферном давлении. Период отображения каждого значения равен 4 секундам. Время отображается в 24 часовом формате - ЧЧ.ММ, при этом старший не значащий ноль часов не отображается. Точка мигает в соответствии с ходом секунд. Температура окружающей среды отображается в градусах Цельсия, при этом в крайнем правом разряде индикатора отображается символ ''C''. Если за последние 5 минут температура внешнего датчика изменяется больше чем на 0.2 градуса Цельсия, то символ ''С'' периодически сменяется символом повышения (стрелка вверх) или понижения (стрелка вниз) температуры. Измерение температуры производится один раз в минуту. В памяти устройства хранится 5 последних измерений и по разности между первым и последним измерением делается анализ повышения или понижения температуры. Атмосферное давлениеотображается в мм. рт. ст., при этом в крайнем правом разряде индикатора отображается символ ''P''. Устройство управления соединяется с метеосервером посредством витой пары. Метеосервер передает в устройство управления по протоколу MODBUS информацию о температуре окружающей среды, атмосферном давлении и cинхронизирует при необходимости время по своим часам. Если по какой либо причине метеосервер становится недоступен для устройства управления, то на табло отображается только текущее время. В свою очередь метеосервер подключается к COM порту компьютера. Программа MeteoServer автоматически синхронизирует часы метеосервера с часами компьютера. Идеальный вариант установить метеосервер в серверной и подключить метеосервер к одному из серверов. Тогда на компьютерах подключенных к сети можно установить программу MeteoClient и получать информацию с метеосервера о температуре окружающей среды, температуре в серверной и атмосферном давлении. Схемотехника Особенностью данного проекта является то, что он сотсоит из двух самостоятельных устройств - устройства управления и метеосервера. Устройства могут обмениваться между собой данными по протоколу MODBUS. Кроме того метеосервер может обмениваться данными с компьютером через COM порт. Устройство управления представляет собой корпус старого компьютера с блоком питания форм-фактора АТ в котором размещается плата управления. Причем из блока питания можно убрать вентилятор, чтобы он не шумел, так как мощность потребляемая устройством не превышает 50 Вт. Устройство управления выполнено на микроконтроллере AT90S2313-20PI. В устройстве управления использованы часы реального времени DS1307N, с резервным питанием от батареи CR2032 (3В). Интерфейс RS485 построен на приемопередатчике MAX485 с опторазвязкой на оптронах 4N35 и питанием от преобразователя SIM1-0505. В качестве "собаки" используется WDT DS1232. В качестве силовых ключей для управления светодиодами внешнего табло используются полевые транзисторы от неисправных материнских плат - например STB3020L. Транзисторы нет необходимости устанавливать на радиатор. Стабилизатор 7805 устанавливается на небольшой радиатор. Внешнее табло - это большой семисегментный индикатор с общим анодом. Каждый сегмент состоит из 21 суперяркого (1000mCd) диффузного (угол рассеяния 60 градусов) светодиода L-813SRD/H. Каждый светодиод соединен последовательно с токоограничивающим сопротивлением. Все они в сегменте соединены параллельно. Метеосервер выполнен на микроконтроллере ATMEGA8515-20PI. В устройстве управления использованы часы реального времени DS1307N, с резервным питанием от батареи CR2032 (3В). Интерфейс RS485 построен на приемопередатчике MAX485 с опторазвязкой на оптронах 4N35 и питанием от преобразователя SIM1-0505. Преобразователь интерфейса RS232 для соединения с COM портом компьютера выполнен на транзисторах Q2 2N3904 и Q3 2N3906 без опторазвязки. Причем для работы с интерфейсами RS23 и RS485 используется единственный последовательный порт контроллера ATMEGA8515. Использованное схемное решение позволяет компьютеру обмениваться данными не только с метеосервером но и с устройством управления. В качестве "собаки" используется WDT DS1232. В качестве датчиков температуры использованs цифровые датчики температуры DS18B20. В качестве датчика давления использован датчик MPX4115A. Сигнал с датчика давления преобразуется в цифровой с помощью АЦП AD7714. Источником опорного напряжения служит AD780. Питание АЦП, источника опорного напряжения и датчика давления осуществляется от отдельного стабилизатора 78L05. В метеосервере организован электронный архив измерений на микросхеме памяти 24C256. Питание метеосервера осуществляется от нестабилизированного источника постоянного тока с выходным напряжением от 10 до 14 В и обеспечивающего ток нагрузки не менее 0.8А. Программное обеспечение Программа для часов и метеосервера написана на AVR ассемблере. Программы MeteoServer и MeteoClient написаны на Delphi 7 под Windos XP. Не все программные задумки были реализованы. Например так и не реализованы следующие идеи: 1. Сделать программу MeteoServer в виде сервиса Windows. 2. Сделать возможность просмотра графиков изменения значений метеопараметров. 3. Сделать возможность просмотра среднесуточных, максимальных и минимальных значений метеопараметров за выбранный период. 4. Сделать возможность контроля наступления зимнего и летнего периода, когда среднесуточная температура соответственно меньше xxС или больше xxС. Файлы проекта Программа (ассемблер AVR), прошивки и проект для отладки (Proteus 7.4 SP3) Программное обеспечение - метеосервер, метеоклиент (Delphi 7) Схема электрическая-принципиальная устройства управления. (PDF) Схема электрическая принципиальная метеосервера. (PDF) Схема электрическая табло. (PDF) Эскиз табло. (PCAD 2004) Адрес автора Персональная страница E-mail: ryaskin65@mail.ru
Общее описание Достоинство проекта - небольшая стоимость готового изделия и экономичность. Устройство потребляет электроэнергии не более 50 Вт/ч. Недостаток проекта обратная сторона достоинства - недостаточная яркость свечения индикаторов табло в солнечный день. Часы состоят из внешнего табло, устанавливаемого на фасаде здания, метеосервера, устройства управления, датчиков температуры и давления. Информация о текущем времени, температуре окружающей среды и атмосферном давлении выводится на четырехразрядный семисегментный индикатор попеременно. Погрешность измерения температуры определяется погрешностью датчика температуры и составляет не больше плюс-минус 0.5 градусов в диапазоне от -10 до 85 градусов Цельсия. В остальном диапазоне погрешность не хуже плюс-минус 2 градусов. При этом обязательным условием является установка датчика температуры таким образом, чтобы он находился в тени и на расстоянии не менее 15 см от стены. Погрешность измерения давления составляет не больше плюс-минус 0,5 мм.рт.ст. Установка и корекция времени часов производится с компьютера программой MeteoServer в автоматическом режиме. Рабочий режим На индикаторе периодически отображаются значения текущего времени, температуры окружающей среды и атмосферном давлении. Период отображения каждого значения равен 4 секундам. Время отображается в 24 часовом формате - ЧЧ.ММ, при этом старший не значащий ноль часов не отображается. Точка мигает в соответствии с ходом секунд. Температура окружающей среды отображается в градусах Цельсия, при этом в крайнем правом разряде индикатора отображается символ ''C''. Если за последние 5 минут температура внешнего датчика изменяется больше чем на 0.2 градуса Цельсия, то символ ''С'' периодически сменяется символом повышения (стрелка вверх) или понижения (стрелка вниз) температуры. Измерение температуры производится один раз в минуту. В памяти устройства хранится 5 последних измерений и по разности между первым и последним измерением делается анализ повышения или понижения температуры. Атмосферное давлениеотображается в мм. рт. ст., при этом в крайнем правом разряде индикатора отображается символ ''P''. Устройство управления соединяется с метеосервером посредством витой пары. Метеосервер передает в устройство управления по протоколу MODBUS информацию о температуре окружающей среды, атмосферном давлении и cинхронизирует при необходимости время по своим часам. Если по какой либо причине метеосервер становится недоступен для устройства управления, то на табло отображается только текущее время. В свою очередь метеосервер подключается к COM порту компьютера. Программа MeteoServer автоматически синхронизирует часы метеосервера с часами компьютера. Идеальный вариант установить метеосервер в серверной и подключить метеосервер к одному из серверов. Тогда на компьютерах подключенных к сети можно установить программу MeteoClient и получать информацию с метеосервера о температуре окружающей среды, температуре в серверной и атмосферном давлении. Схемотехника Особенностью данного проекта является то, что он сотсоит из двух самостоятельных устройств - устройства управления и метеосервера. Устройства могут обмениваться между собой данными по протоколу MODBUS. Кроме того метеосервер может обмениваться данными с компьютером через COM порт. Устройство управления представляет собой корпус старого компьютера с блоком питания форм-фактора АТ в котором размещается плата управления. Причем из блока питания можно убрать вентилятор, чтобы он не шумел, так как мощность потребляемая устройством не превышает 50 Вт. Устройство управления выполнено на микроконтроллере AT90S2313-20PI. В устройстве управления использованы часы реального времени DS1307N, с резервным питанием от батареи CR2032 (3В). Интерфейс RS485 построен на приемопередатчике MAX485 с опторазвязкой на оптронах 4N35 и питанием от преобразователя SIM1-0505. В качестве "собаки" используется WDT DS1232. В качестве силовых ключей для управления светодиодами внешнего табло используются полевые транзисторы от неисправных материнских плат - например STB3020L. Транзисторы нет необходимости устанавливать на радиатор. Стабилизатор 7805 устанавливается на небольшой радиатор. Внешнее табло - это большой семисегментный индикатор с общим анодом. Каждый сегмент состоит из 21 суперяркого (1000mCd) диффузного (угол рассеяния 60 градусов) светодиода L-813SRD/H. Каждый светодиод соединен последовательно с токоограничивающим сопротивлением. Все они в сегменте соединены параллельно. Метеосервер выполнен на микроконтроллере ATMEGA8515-20PI. В устройстве управления использованы часы реального времени DS1307N, с резервным питанием от батареи CR2032 (3В). Интерфейс RS485 построен на приемопередатчике MAX485 с опторазвязкой на оптронах 4N35 и питанием от преобразователя SIM1-0505. Преобразователь интерфейса RS232 для соединения с COM портом компьютера выполнен на транзисторах Q2 2N3904 и Q3 2N3906 без опторазвязки. Причем для работы с интерфейсами RS23 и RS485 используется единственный последовательный порт контроллера ATMEGA8515. Использованное схемное решение позволяет компьютеру обмениваться данными не только с метеосервером но и с устройством управления. В качестве "собаки" используется WDT DS1232. В качестве датчиков температуры использованs цифровые датчики температуры DS18B20. В качестве датчика давления использован датчик MPX4115A. Сигнал с датчика давления преобразуется в цифровой с помощью АЦП AD7714. Источником опорного напряжения служит AD780. Питание АЦП, источника опорного напряжения и датчика давления осуществляется от отдельного стабилизатора 78L05. В метеосервере организован электронный архив измерений на микросхеме памяти 24C256. Питание метеосервера осуществляется от нестабилизированного источника постоянного тока с выходным напряжением от 10 до 14 В и обеспечивающего ток нагрузки не менее 0.8А. Программное обеспечение Программа для часов и метеосервера написана на AVR ассемблере. Программы MeteoServer и MeteoClient написаны на Delphi 7 под Windos XP. Не все программные задумки были реализованы. Например так и не реализованы следующие идеи: 1. Сделать программу MeteoServer в виде сервиса Windows. 2. Сделать возможность просмотра графиков изменения значений метеопараметров. 3. Сделать возможность просмотра среднесуточных, максимальных и минимальных значений метеопараметров за выбранный период. 4. Сделать возможность контроля наступления зимнего и летнего периода, когда среднесуточная температура соответственно меньше xxС или больше xxС. Файлы проекта Программа (ассемблер AVR), прошивки и проект для отладки (Proteus 7.4 SP3) Программное обеспечение - метеосервер, метеоклиент (Delphi 7) Схема электрическая-принципиальная устройства управления. (PDF) Схема электрическая принципиальная метеосервера. (PDF) Схема электрическая табло. (PDF) Эскиз табло. (PCAD 2004) Адрес автора Персональная страница E-mail: ryaskin65@mail.ru
