Цель проекта


Цель проекта – разработка любительской системы автоматизации жилья. За основу возьмем существующие в продаже системы. Если не вдаваться в тонкости реализации разных концепций, выбрав одну из них, то будущую систему можно представить в виде центрального управляющего устройства и набора модулей, выполняющих разные функции, но подчиненные одной задаче – следить за состоянием датчиков и устройств управления, чтобы на основе состояния датчиков и системных команд включать, выключать и переключать бытовую технику.


Рис.11


На рисунке незавершенные стрелки обозначают, что в системе одно главное устройство (а в сети активное устройство) - ЦУУ, остальные устройства передают информацию в сеть только в ответ на запрос центрального управляющего устройства. Ниже я перечислю некоторые из модулей системы «Умный дом» промышленного производства. Это не полный набор всех выпускаемых модулей, но список, практически, всех типов модулей в работающей системы:


PLC-MCU - модуль центрального процессора системы.

PLB-AMP8 – 8и-канальный аудио усилитель (обслуживание акустических зон).

PLB-AS16 - 16и-канальный аудио коммутатор (матрица 16x16).

PLC-IN7 - модуль с 7ю цифровыми входами (в основном для подключения датчиков).

PLC-IRIN - модуль с 3я входами для подключения приемников ИК управляющих кодов.

PLC-IROUT - модуль для подключения 4х ИК излучателей для трансляции ИК кодов.

PLC-RL8 - релейный модуль с 8ю исполняющими реле.

PLL-MLC - управляемый диммер - выключатель.



В качестве средств управления в системе промышленного производства используются сенсорные панели и универсальные ИК пульты с запоминанием кодов.


Не готов утверждать, что любительская разработка подобного рода устройств управления столкнется с непреодолимыми трудностями, но могу сказать, что, если серийное устройство оценивается в розничной продаже в тысячу (и несколько тысяч) долларов, то и в любительской разработке оно может стоить не дешево. По этой причине разработку средств управления подобного типа лучше пока оставить за профессионалами. Мы постараемся реализовать простую систему, в которой компьютер будет выполнять роль центрального управляющего устройства, и, в какой-то мере усройства управления, и которая будет иметь несколько базовых модулей: релейный модуль, модуль приема ИК системных команд, модуль излучения ИК кодов и модуль цифровых вводов.


Каково назначение каждого из этих модулей?

Релейный модуль получая команды центрального управляющего устройства, включает и выключает соответствующее реле. С помощью контактов этого реле можно включать и выключать настольную лампу, торшер (можно и свет в комнате, установив модуль на место обычного выключателя, но я не советую, если вы не профессиональный электрик), телевизор или музыкальный центр. С помощью того же модуля можно коммутировать громкоговорители, подключая к музыкальному центру громкоговорители, установленные в разных помещениях. Одним словом, с помощью контактов реле можно включать и выключать все, что можно включать и выключать в принципе.

Модуль приема системных ИК команд. Системой хочется покомандовать. И не только с компьютера. Используем старый пульт управления от видеомагнитофона или телевизора, которые завалялись на полках. Используем их коды для управления системой.

Модуль излучения ИК кодов. Чтобы управлять из системы телевизором или видеомагнитофоном необходимо иметь устройство, которое излучает ИК коды управления ими.

Модуль цифровых вводов. Он будет соединяться с датчиками, например, герконовыми и по запросу центрального управляющего устройства будет передавать состояние датчиков.


Набор модулей можно значительно увеличить, но пока остановимся на этом наборе модулей. Прежде, чем начать создание модулей, постараемся ответить на вопрос, что следует автоматизировать? Вот, как на это смотрят разработчики промышленной системы:


Что должно автоматизироваться?


В принципе, любое электрическое или механическое устройство, любая подсистема внутри или снаружи вашего дома может быть автоматизирована, хотя бы насколько-то.


Поскольку огромно количество устройств и подсистем, которые вы можете интегрировать с системой домашней автоматизации, важно выбрать систему достаточно гибкую, расширяемую, обновляемую, и по приемлемой цене. Это должна быть система, которая легко устанавливается, программируется и имеет программный интерфейс, не требующий от вас освоения новой техники программирования каждый раз, когда вы добавляете новое устройство в вашу систему.


Корпорация PHAST развивает современную автоматизацию дома, которая полностью отвечает этим требованиям.

Заметьте: Поскольку список характеристик, относящихся к разным системам автоматизации и компонентам, которые могут быть автоматизированы, велик, система автоматизации дома может стать весьма сложной. Для преодоления проблемы вам следует обращаться к системам, с которыми вы лучше всего знакомы. PHAST настоятельно рекомендует тщательное изучение всех незнакомых систем или устройств, прежде чем вы примете решение о внедрении их в систему Landmark.


В качестве сетевого интерфейса (дверка, за которой начинается дорога ко всем модулям системы) используем двух проводноый RS485. Длина линии может достигать 1000 метров, все системные устройства включаются параллельно, линия мало подвержена влиянию наводок, и сама не неводит шумов на другие линии. Если для экспериментов применить четырехжильный телефонный провод, то по двум оставшимся проводам можно передавать напряжение питания для всех системных устройств. Этого более, чем достаточно для наших целей. Тем более что в плане деталей, которые нужны для создания интерфейса это одна микросхема и один резистор.


Какие схемы нам потребуется собрать до начала работы?

Программатор, работающий с программой PonyProg2000 (упрощенная схема, полная схема будет приведена в части 3):




Рис.12

В оригинальной версии есть примечание – микросхему стабилизатора напряжения LM2936-Z5 не советуют менять на стабилизаторы серии 7805. Поскольку рекомендуемая микросхема была в продаже, я не стал пренебрегать советом.


Спецификация программатора.

Обозначение

Изделие

Кол-во

Цена (руб.)

Примечания

1

U1

Панелька DIP18

1

21


2

U2

LM2936-Z5

1

68

Не использовать 7805

3

Q2, Q3

КТ315Д

2

10


4

Q1

КТ361Д

1

5


5

D1-D3

КД522

3

3


6

Z1-Z3

КС147

3

6


7

Z5

KC213

1

3


8

R1

10 кОм 0.25 Вт

1

0.5


9

R3, R8-R10

4.7 кОм 0.25 Вт

4

2


10

R4

100 кОм 0.25 Вт

1

0.5


11

R2, R7

1 кОм 0.25 Вт

2

1


12

R5

2.2 кОм 0.25 Вт

1

0.5


13

C1, С2, C5

100 нФ

3

30


14

С3

1 нФ

1

5


15

С4, С6

47 мкФ 16 В

2

20


16

J1 (DB9)

Разъем, гнездо

1

10


Ориентировочная стоимость элементов 186 руб., плата 100 руб. Всего 286 руб.


Программатор подключается к порту COM2 (например, но не обязательно, можно к COM1). При внимательной сборке схема работает сразу.






Распайку разъема я решил выделить, поскольку для работы программатора используются не вполне очевидные выводы последовательного порта компьютера.


В качестве соединительного кабеля между программатором и компьютером я использовал несколько проводов шлейфового кабеля, которые были «под рукой». Думаю, подойдет кабель от старой «мышки» или отрезок кабеля с витыми парами для комьютерной сети. Длину этого отрезка лучше сделать небольшой, ровно настолько, чтобы с программатором было удобно работать.


Если купить макетную плату достаточных размеров, то часть ее можно отрезать и использовать для программатора, часть пригодится для конвертера RS232-RS485, а остатка хватит на макетную плату для прототипов всех модулей. У меня программатор свободно разместился на плате 90x40 мм.


Конвертер RS232-RS485. Он нужен для общения компьютера со всеми модулями системы. Он так же несложен в сборке, поскольку представляет собой пару микросхем с небольшим количеством дополнительных элементов. Я привожу оригинальную схему, которая отличается от реальной, которую использовал я, использованием микросхемы MAX1483 в качестве интерфейса RS485 и отсутствием резисторов 470 ом, подключаемых к питающему напряжению + 5 В и земле. Я оставил только резистор 120 Ом в линии. При длинной линии (в сотни метров) такой же резистор желательно поставить на конце линии :







Рис.13


Спецификация конвертера.

Обозначение

Изделие

Кол-во

Цена (руб.)

Примечания

1

DD1

MAX232ACPE

1

80


2

DD2

MAX1483

1

96


3

R1

120 Ом 0.25 Вт

1

1


4

С1-С4

0.1 мкФ

4

5


5

DD3

LM78L05

1

68


6

C5

47 мкФ

1

20


7

DB9

Разъем гнездо

1

10


8

Клеммник

Любой на 6 конт.

1

10

На схеме отсутств.

Ориентировочная стоимость изделий 290 руб.


Цоколевка и некоторые параметры микросхемы MAX1483:


Рис.14

Клеммник используется для подключения линии, внешнего и общего для всех модулей источника питания =12В, и проводов питания. Другие модули подключаются к 4 контактактам клеммника. Как видно из рис.14 и таблицы возможна замена. Обе микросхемы подключаются к источнику питания =12 В через микросхему стабилизатора 7805 так же, как микросхемы модулей (см. ниже).


Таблица состояний микросхемы MAX1483:


На этом приготовления к началу работы можно считать законченными, если вы установили на комьютере программы MPLAB и PonyProg2000.


Первую разработку проведем «на бумаге». Но для тех, кому это не интересно, я в начале размещу схему модуля, текст программы на ассемблере и HEX-файл для загрузки в программатор.


После программирования контроллера на бумаге перейдем к его программированию с помощью программатора.





Hosted by uCoz height="15" title="Hosted by uCoz" />