Контроллер Смартагродом Б1 изнутри

28-09-2019
автор mshurygin шурыгин

Несмотря на огромную популярность платформы Arduino для макетирования и разработки, рынок практически не предлагает универсальных решений для изготовления рабочих единичных образов по приемлемой стоимости с минимальной трудоемкостью.

Контроллер с незатейливым названием Смартагродом Б1 нами был разработан для устранения этой проблемы.  Контроллер задуман для любительского или полупрофессионального использования в системах автоматического управления домашней и садовой автоматикой, например, автоматическим поливом растений, проветриванием помещений, а также в составе распределенных сетях как ведущий или ведомый контроллер.

Вкратце, Б1 это:

  • Материнская плата с Atmega 328P,
  • 4 силовых ключа,
  • 4 аналогово-цифровых входа,
  • LCD 2 строки по 16 символов кириллицы с подсветкой,
  • 4 пленочные кнопки,
  • Возможность установки шилда (модуля) часов реального времени на батарейке или другого модуля с управлением по шине I2C,
  • RS485 порт, I2C порт,
  • Программирование через ICSP 10-контактный разъем на плате,
  • Питание 5-12 Вольт,
  • В стандартном (модульный размер 6М) корпусе и может быть установлен в шкафу на 35 мм DIN-рейку или эксплуатироваться на плоской горизонтальной поверхности.


Электрическая схема приведена на рисунке:


Схема
Контроллер построен на базе микропроцессора Atmega 328P.

Контроллер поставляется без программного обеспечения, программы загружаются программатором через 10-ти выводной IСSP разъем JP4 на плате.

К разъему JP1 подключен индикатор МЭЛТ MT-16S2D-2YLG. Индикатор  имеет  программно переключаемые две страницы встроенного знакогенератора (алфавиты русский, английский, украинский, казахский, белорусский). Разъем JP2 предназначен для подключения клавиатуры. Разъемы JP3 и X7 предназначены для установки модуля часов реального времени (опционально).

Для управления внешней нагрузкой  на 12 вольт используются ключи на транзисторах VT1-VT4 IRLR8113TRPBF.  Последний канал реализован по схеме ИЛИ и может использоваться для управления, например, водяным насосом в системах полива. Число каналов входа-выхода было выбрано исходя из возможностей конструкции корпуса и анализа наиболее популярных бытовых разработок на платформе Arduino. Расширять число каналов входа-выхода предлагается путем подключения дополнительных контроллеров по сети RS485. Для управления мощной нагрузкой к выходам ключей подключаются силовые реле, например, Реле МРП-2-1 также в аналогичных корпусах на DIN-рейки.

Питание схемы контроллера организовано с помощью двух стабилизаторов IC1 и IC2 L7805CV-DG, один из которых питает индикатор, второй – процессор, часы, драйвер IC4 MAX485 и внешние датчики, подключаемые к разъемам X2, X3, X5, X8. Питание контроллера защищено от неправильного подключения диодом D1.
На разъем JP3 опционально устанавливается модуль часов реального времени DS1307 (Tiny RTS) или аналогичный.

Внешний интерфейс RS485 организован на микросхеме IC4. Резисторы R10, R11 и R12 не установлены, подбираются при необходимости согласования линии RS485. Подробное описание особенностей аппаратных реализаций сетей интерфейса RS485 приводятся в этой статье.

На разъем X12 выведены выводы интерфейса I2C. К этим же выводам контроллера подключаются часы реального времени, при использовании нескольких модулей необходимо предусмотреть возможность управлять их адресами.

Комментарии

Сообщения не найдены

Новое сообщение