Тема 5. Микропроцессорное устройство управления микроклиматом в помещении

Описание базового варианта.

Система предназначена для поддержания комфортных условий в помещении.

Контролируемые параметры:

1)температура - аналоговый сигнал в форме напряжения в диапазоне от 0 до 5,0В (0В соответствует 0С⁰, 5,0В соответствует +50С⁰);

2)влажность – аналоговый сигнал в форме напряжения в диапазоне от 0В до 5,0В (0В соответствует 20%, 5,0В соответствует 100%).

Для управления могут использоваться следующие элементы:

1)вентилятор;

2)электронагреватель;

3) кулер - фреоновый охладитель);

4)задвижка мини-окна.

Датчики температуры и влажности контролируют параметры внутри помещения и снаружи. С помощью элементов управления добиваются заданных параметров в помещении. Текущие показания датчиков одновременно отображаются на двухзначных цифровых индикаторах. Для ввода установок предусмотрены кнопки «Уст. темепературы», «Уст. влажности», «Больше» и «Меньше». Кнопки могут быть установлены на панели устройства или на панели пульта дистанционного управления. Каждое нажатие и отжатие последних кнопок приводит к увеличению или уменьшению соответственно на 1 единицу устанавливаемого параметра. Точность поддержания параметров должна быть не хуже 1 С⁰ для температуры и 2% для влажности. Значения сделанных установок должны быть запомнены в энергонезависимой памяти (FLASH MEMORY).

Логика работы устройства следующая.

Если нажата кнопка «Вентилятор», то включить вентилятор постоянно, иначе вентилятор включается и выключается одновременно с электронагревателем или охладителем.

Управление температурой.

Ситуация 1. Температура окружающей среды ниже температуры в помещении (холодно – охладитель выключить).

Если температура в помещении выше установленного значения плюс 1 С⁰, то выключить нагреватель.

Если температура в помещении ниже установленного значения минус 1 С⁰, то включить электронагреватель.

Ситуация 2. Температура окружающей выше температуры в помещении (жарко - выключить нагреватель).

Если температура в помещении выше установленного значения плюс 1 С⁰, то включить охладитель.

Если температура в помещении ниже установленного значения минус 1 С⁰, то выключить охладитель.

МикроЭВМ обеспечивает расчет среднесуточного значения температур внешней среды и в помещении, учет расхода электроэнергии (кВт х час), потребляемой устройством. Полученные показатели записываются во внутреннюю FLASH- память, в которой сохраняются данные за последний год. Для их просмотра и анализа данные могут быть выведены на индикатор или в компьютер по последовательному порту (интерфейс RS232 или IrDa). Передача данных в компьютер производится только после того, как на вход последовательного порта устройства поступит байт, содержащий условный код команды передачи. Для очистки буферной памяти необходимо нажать кнопку «Очистка памяти».

Варианты индивидуальных заданий.

Вариант 1. Контролируется только температура. Установка температуры осуществляется с локального пульта на устройстве. Вычисляется потребленная электроэнергия с момента очистки FLASH- памяти. Данные энергопотребления сохраняются отдельно для каждой недели. Для просмотра данных из памяти использовать локальный цифровой 7-сегментный индикатор.

Для просмотра температуры и электропотребления использовать один трехзначный цифровой индикатор, работающий в динамическом режиме.

Мощность, потребляемая устройствами

Вариант 2. Контролируется только температура. Установка температуры осуществляется с локального пульта на устройстве. Интерфейс FLASH- памяти – SPI, емкость – 16 Кбайт. Вычисляется потребленная электроэнергия с момента очистки FLASH- памяти. Данные энергопотребления сохраняются отдельно для каждых суток. Для вывода данных из памяти использовать RS232. Скорость вывода – 9600 бит/с.

Мощность, потребляемая устройствами

Вариант 3. Контролируется температура и влажность. Установка желаемой температуры осуществляется с локального пульта на устройстве. Вычисляется среднесуточная температура в помещении и вне его. Период регистрации температуры для вычисления среднего – 30 мин. Данные сохраняются во FLASH- памяти. Интерфейс FLASH- памяти – I²С, емкость – 32 Кбайт. Данные энергопотребления сохраняются отдельно для каждых суток. Для вывода данных из памяти использовать RS232. Скорость вывода – 9600 бит/с.

Мощность, потребляемая устройствами

Вариант 4. Контролируется только температура. Установка температуры осуществляется с пульта дистанционного управления (ПДУ). Для просмотра температуры использовать двухзначный цифровой 7-сегментный индикатор в статическом режиме.

Интерфейс FLASH- памяти – I²С, емкость – 256 байт. Для связи с ПДУ в последовательном коде использовать инфракрасный канал (IrDa). Скорость вывода – 9600 бит/с. В ПДУ применить микроконтроллер типа АТtiny2313.

Мощность, потребляемая устройствами