Последнее обновление файла 04.07.2008

Основной блок с монитором и силовой блок с 5 выходами представлены на рисунках:

  Аквариумный контроллер-2

Ограничения и лицензия.

 Прибор состоит из нескольких функциональных блоков: основной блок с монитором и кнопками управления, усилителя для рН-электрода и силового блока для управления исполнительными устройствами. всеми функциями контроллера управляет микроконтроллер ATMega16-16AU.

Разъемы основного блока выглядят следующим образом:

Усилитель рН-электрода подключается через двойной USB-разъем ближе к печатной плате. Второй разъем используется для подключения других усилителей (универсального аналоговый вход). Напряжение на входе АЦП этого канала должно быть в пределах 0...2,5V, настройка и калибровка производится в программе Aqua Control 2008. Два контакта 5-pin разъема "РЕЗЕТ" используются для сброса микроконтроллера и перехода в область загрузчика.

Дополнительный аккумулятор, температурный датчик и СОМ-порт подключаются согласно следующей схемы:

На контроллере с USB-интерфейсом установлен разъем USB тип B для использования стандартного USB-кабеля, а также разъем для подключения GSM-модема или мобильного телефона. (с 01.07.2008 года такой разъем устаналивается и на контроллерах с RS-232 интерфейсом).

Распайку разъемов, принципильные схемы устройства вы можете увидеть на сайте montan-a.hotmail.ru, а также скачать обновления прошивки микроконтроллера и новые версии программы Aqua Control 2008.

Силовой блок представляет собой 5 реле и электронную схему преобразавания ШИМ сигнала в аналоговый сигнал, для согласования с диммируемым ЭПРА. Подключчение исполнительных устройств к силовому блоку:

Для кооректной инициализации темпертурного датчика при первом включении он должен быть правильно подключен. 

При первом включении питания происходит инициализация всех функций контроллера, активация температурного датчика и восстановление иходных данных из энергонезависимой памяти контроллера. Если аккумулятор был разряжен, то начнется его зарядка.

Зарядка осуществляется автоматически, в процессе эксплуатации поддерживается постоянное напряжение на АКБ в перделах 4,1 - 4,2B, что соответствует полной зарядке. Опрос состояния аккумуляторной батареи происходит раз в минуту, в зависимости от напряжения на АКБ в течение следующей минуты осуществляется зарядка. После первого включения полный цикл заряда АКБ происходит за 12-24 часа.

В дальнейшем при отключении питания контролер переходит в энергосберегающий режим с сохранением хода часов и слежением за программой управления. При появлении питания выходы на исполнительные устройства будут установлены в то положение, в котором они должны быть в текущее время согласно программы управления. В обновленной версии прошивки изменен алгоритм перехода в режим сохранения энергии, контроллер может находиться в нем до 5-6 суток с аккумулятором 60мАч (для варианта с USB-интерфейсом 2-3 суток).

При выходе из режима сохранения энергии (при появлении внешнего питания) происходит повторная инициализация температурного датчика (функция была недоступна в ранних версиях прошивки).

На состояние микроконтроллера указывает светодиодный индикатор зеленого цвета, установленный на основном блоке. Мигание с периодичностью 1 сек. указвает на то, что прибор находится в основом режиме. Горит постоянно - находится в режиме настройки функций. Короткие вспышки с частотой 1Гц - активен режим сохранения энергии. Не горит - микроконтроллер в состоянии сброса (отсутствует напряжение питания или замкнуты контакты "reset").

 При необходимости можно выполнить повторную инициализацию контроллера замыканием контактов "reset" между собой на 1-2 секунды, а также коротким замыканием контактов аккумулятора при отключенном внешнем питании и разъеме USB (!).

Аквариумный контроллер-2

Кнопки управления:

Главное меню:

 Меню состоит из 8 пунктов. В каждом программируется определенная функция. Переход между пунктами меню осуществляется нажатием кнопки "Mode" (1), возврат в основной режим кнопкой "Exit" (2).

Если в течение двух-трех минут не нажимается ни одна кнопка, то возврат в основной режим происходит автоматически.

При изменении настроек и нажатии кнопок "Mode" или "Exit" происходит запись новых значений в энергонезависимую память.

Курсор ">" обозначает выбранное значение для редактирования.

Индикация на дисплее:

1.     2.     3.

В основном окне на дисплей выводятся: в первой строке - часы, температура, рН, во второй строке - состояние выходов и одно значение по выбору (значение с аналогового входа, заряд батареи или состояние выхода на диммер).

Состояние нагрузки отображается следующим образом: "_" - нагрузка отключена, "1" - первый канал включен. Для выходов 2, 3 и 4 индикация аналогичная. На пятом месте обозначается состояние выхода на диммер, если на выходе есть какой-нибудь сигнал, то отображается символ "*" (звездочка), в противом случае - "_" (прочерк).

На картнике значение выходов "12_4*" означает, что в настоящий момент включены 1-ый, 2-ой и 4-ый выходы и на ШИМ выходе есть сигнал.

Настройка индикации универсального аналогового входа, заряда батареи и мощности сигнала на диммер осуществляется в программе AQUA CONTROL 2008.

Аквариумный контроллер-2

Аквариумный контроллер-2

В этом режиме устанавливаются два значения - значение рН, при котором клапан СО2 должен включаться и при котором отключаться.

Кнопки управления использутся аналогично другим режимам. Смена значений рН осуществляется с дискретностью 0,05 в диапазоне 4,00...9,95.

Клапан СО2 должен быть подключен на 4-ый выход.

Время может быть автоматически синхронизировано с персональным компьютером. Если есть необходимость, то его можно выставить вручную.

В данном режиме:

кнопка 2 (Hour)  - смена значения часов

кнопка 3 (Min)  - смена минут

кнопка 4 (Sec) - обнуление секунд.

Чтобы выйти из режима установки времени необходимо нажать кнопку 1 (Mode) дважды. Первое нажатие - переход к следующему пункту меню, второе нажатие - возврат в основной режим.

Точность хода часов определяется кварцевым резонатором, типовое отклонение составляет +40...-15 секунд в сутки. Обычно точность кварцевого резонатора значительно лучше. Цифровая коррекция хода часов не предусмотрена, так как в реальных условиях эксплуатации время прибора не сбивается более чем на одну минуту в месяц.

Установка и обновление программы Aqua Control 2008

Перед первой установкой под Widows XP необходимо установить пакет Microsoft .NET Framework 2.0. Его можно скачать с сайта Microsoft. Без этого обновления корректная работа программы будет невозможной. Далее установка программы Aqua Control 2008 происходит обычным способом, так же, как и для большинства других программ. Программа протестирована под 32-bit операционными системами WinXP SP1, SP2, SP3, Windows Vista.

Настройка программы Aqua Control 2008

1. "Автоматически открывать порт при запуске программы" - если контроллер подключен на постоянный порт и свяь всегда устойчивая, то можно установить галочку для атоматической установки связи при запуске программы. Если галочка установлена, то программа предложит выбрать порт для автоматического открытия.

2. "Синхронизировать время при запуске программы" - при устаовленной галочке и при наличии связи с контроллером будет синхронизировано время персонального компьютера и прибора.

3. "Автоматически сохранять EEPROM при выходе из программы" - если изменяются настройки прибора и программа управления, то новые данные записываются в оперативную память микроконтроллера, он начинает работать по новой программе. Однако при отключении питания эти настройки будут сброшены. Чтобы этого не происходило, следует перезаписать их в энергонезависимую память. При установленной галочке синхронизация произойдет автоматически, если галочка снята, то программа напомнит о необходимости синхронизировать EEPROM при выходе из программы.

4. "При наличии соединения вести журнал" - запись показаний датчиков и состояния выходов в текстовый файл log.txt, который находится в папке с программой. Интервал записи устанавливается в пределах 1-60 минут. При установленной галочке "добавлять в конец файла" новые данные будут дописываться в конец файла, если галочка снята, то при каждом запуске программы Aqua Control 2008 будет создаваться новый файл. Размер файла log.txt не ограничивается, если используется режим "добавлять в конец файла", то периодически очищайте лог-файл вручную. Эта функция работает при условии, что прибор постоянно подключен к ПК, на котором запущена программа Aqua Control 2008.

5. "Обновлять показания датчиков каждые..." - Интервал опроса состояния контроллера через порт. Минимальный интервал - 2 сек. Частый опрос увеличивает загрузку микроконтроллера и повышает энергопотребление прибора. При наличии низкоскоростного соединения (GSM-modem - 9600 бод и менее) периодичность опроса следует увеличить до 5-10 секунд.

Программирование основных функций осуществляется на закладке "Программа управления". Для изменения настроек COM-порт должен быть открыт. При переходе на эту закладку программа автоматически прочитаед данные из памяти микроконтроллера, после чего можно произвести необходимые измения. Запись новых параметров происходит при нажатии кнопки "Записать в МК", при этом данные записываются только с этой закладки (никакие другие настройки не изменяются). При некорректной передаче информации выводится соответствуеще сообщение с предложением повторить или отменить операцию. Управление выходом по программе будет возможно, если на первой закладке для соответсвующего выхода выбран режим "AUTO".

Следует отметить, что при программировании термостата можно выбрать режим как для нагревателя, так и охладителя. Если температура включения ниже температуры выключения, то будет выбран режим "нагреватель", если температура включения выше температуры выключения, то режим "охладитель". Не устанавливайте равные значения температуры включения и выключения.

Диммер можно настроить только в программе Aqua Control 2008. В установленное время на выходе появится сигнал, его скважность будет плавно увеличиваться за время нарастания (спада) сигнала*. По таймеру выключения начнется плавное уменьшение мощности сигнала. Как только на выходе ШИМ появится минимальный сигнал, будет включено реле №5 (дополнительный 5-ый выход), управляющий питанием ЭПРА. Если ЭПРА с диммером не используется, то это реле можно использовать для управления другой нагрузкой по таймеру диммера. Надо только учесть, что отключение реле будет присходить во время, равное "Время выключения + длительность нарастания (спада) сигнала".Если для диммера время включения и время выключения равны, то управление выходом усуществляться не будет.

В верхней части окна есть кнопки "Открыть" и "Сохранить". Они позволяют сохранить все настройки контроллера в файле на диске и быстро их восстановить при необходимости. Отправка данных из файла в микроконтроллер происходит автоматически после выбора файла. Микроконтроллер должен быть подключен к компьютеру и порт открыт.

*- используется аппаратный 8-битный ШИМ с частотой около 16 кГц. Дискретность изменения скважности сигнала составляет 1/256 периода.

 Дополнительные настройки контроллера.

Утилита запускается при нажатии кнопки  в панели управления, она позволяет прочитать серийный номер подключенного датчика, два информационных байта и опросить контроллер на наличие ошибок при работе с датчиком, а также выполнить активацию вновь подключенного датчика DS18B20.

Серийный номер представляет собой 8-байтное число, в текстовом поле оно отоброжается в HEX-формате. Если датчик отсутствует или не активирован, то вместо серийного номера выводятся нули. При нажатии на кнопку "активация" происходит повторная инициализация датчика в ручном режиме. При нормальной работе инициализация подключенного датчика происходит каждый раз при выходе из состояния сброса (первое включение при разряженной АКБ или после замыкания контактов "резет") и при выходе из режима сохранения энергии. Активация из программы Aqua Control 2008 позволяет подключать датчик без перезагрузки микроконтроллера.

Lowbyte и highbyte - младший и старший байты значения температуры. Подробнее см. в технической документации на датчик DS18B20. При некорректной работе датчика выводятся значения "FF FF".

В панели статуса отображается информация о наличии ошибок при работе с датчиком (опрашивается состояние флага ошибки в памяти микроконтроллера) и о проблемах с передачей данных между ПК и прибором.

Кнопка "Обновить" - поторный опрос сотояния датчика.

Обновление программы контроллера.

Чтобы обновить прошивку микроконтроллера необходимо войти в загрузчик (соответствующая кнопка в меню ). С программой Aqua Control 2008 поставляется загрузчик версии 1.01, позволяющий запрограммировать энергонезависимую память и FLASH-память микроконтроллера. Исходные закодированные файлы имеют свой формат (.cod) и не могут использоваться с другими программы для прошивки микроконтроллеров.

При активации загрузчика необходимо, чтобы порт был открыт, а связь с микроконтроллером устойчивой. Последовательность программирования микроконтроллера (FLASH или EPPROM) принципиально не важна, но все-таки лучше сначала прошить EEPROM. После запуска загрузчика необходимо выбрать файл с расширением .cod и нажать кнопку "Записать в МК". Микроконтроллер будет автоматически перезагружен, после чего прошивка начнется автоматически. После окончания записи будет выполнена инициализация микроконтроллера, после которой он начнет работать по новой программе.

Перезагрузка микроконтроллера вручную возможна при нажатии кнопки "RESET" (обычно не требуется).

Внимание! Если прошивка была неудачной или область EEPROM или FLASH-памяти повреждена по другим причинам, то автоматическая перепрошивка микроконтроллера может стать невозможной. Для обновления программы и восстановления работоспособности необходимо выполнить следующее:

1. Замкнуть два выхода "РЕЗЕТ" на 5-pin разъеме (Reset и GND) перемычкой или металлическим предметом, тем самым перевести микроконтролер в состояние сброса.

2. Выбрать файл для программирования (начинать перепрошивку желательно с EEPROM), нажать кнопку "Отправить в МК". В панели статуса программы Aqua Control 2008 появится надпись "Активация..."

3. В течение 2-5 секунд после второго этапа убрать перемычку с разъема Reset. Микроконтроллер активирует свой встроенный загрузчик и ответит компьютеру на запрос, после чего начнется прошивка памяти микроконтроллера.

4. После прошивки EEPROM необходимо повторить пункты 1-3 для программирования FLASH-памяти.

После успешного программирования микроконтроллер начнет работать по новой программе.

При действиях по обновлению программного обеспечения предполагается, что связь между прибором и персональным компьютером устойчивая, COM-порт компьютера настроен правильно, а область загрузчика микроконтроллера не повреждена. Не обновляйте прошивку прибора, если нет уверенности в том, что связь с персональным компьютером работает корректно.