Մարտկոցով աշխատող IOT ՝ 7 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:47

Եթե ձեր մարտկոցով աշխատող IOT նախագիծը գործում է ընդհատումներով, այս միացումն օգտագործում է ընդամենը 250nA (դա 0.00000025 ամպեր է) անգործության ժամանակ: Սովորաբար մարտկոցի էներգիայի մեծ մասը ծախսվում է գործունեության միջև: Օրինակ, նախագիծը, որը գործում է 10 վայրկյան 30 վայրկյանում, վատնում է մարտկոցի հզորության 95% -ը:

Միկրոհսկիչների մեծամասնությունն ունի ցածր էներգիայի սպասման ռեժիմ, սակայն նրանց դեռ էներգիա է պետք պրոցեսորը վառ պահելու համար, ինչպես նաև ցանկացած ծայրամասային սարքավորում էներգիա կսպառի: Մեծ ջանքեր են պահանջվում 20-30 մԱ-ից ցածր սպասման հոսանք ստանալու համար: Այս նախագիծը մշակվել է մեղուների փեթակներում ջերմաստիճանի և խոնավության մասին: Քանի որ հեռավոր գտնվելու վայրը մարտկոցի հզորությունը և բջջային վահանը տվյալների հաղորդման համար, որտեղ միակ ընտրությունը:

Այս սխեման կաշխատի ցանկացած վերահսկիչով և 12, 5 կամ 3 Վ հզորությամբ: Էլեկտրոնային խանութների մեծ մասը կունենա բաղադրիչներ, որոնք արժեն ընդամենը մի քանի դոլար:

Պարագաներ

Ռեզիստորներ ՝ 2x1K, 3x10K, 1x470K, 2x1M, 5x10M

Դիոդներ ՝ 2x1N4148, 1xLED

ՄՈՍՖԵՏ ՝ 3x2N7000

Ockամացույց ՝ PCF8563 կամ համարժեք միկրոկոնտրոլերի համար

Ռելե ՝ EC2-12TNU ՝ 12 Վ լարման համար

EC2-5TNU 5 Վ լարման համար

EC2-3TNU 3 Վ-ի համար

Հզորությունը ՝ OKI-78SR-5/1.5-W36-C 12V- ից 5V փոխարկիչ կամ ինչպես պահանջում է միկրոկոնտրոլերը

Անջատիչ. Վերականգնման համար մեկ րոպե սեղմում, փորձարկման համար `SPDT

Քայլ 1: Ինչպես է աշխատում սխեման

Շղթան բավականին պարզ է.

- Մարտկոցով աշխատող ահազանգը անջատվում է և անջատիչ է նետում

- Էլեկտրաէներգիան հոսում է մարտկոցից դեպի վերահսկիչ, որը միանում է և անում իր գործը

-Կարգավորիչը վերագործարկում է ահազանգը

- Այնուհետև անջատիչն անջատում է հոսանքը:

Քայլ 2: Clամացույց

Իրական ժամանակի ժամացույցների մեծ մասը պետք է աշխատի, եթե դրանք համատեղելի են ձեր վերահսկիչի հետ և ունենան ընդհատման (Int) գիծ, որը ցույց է տալիս, թե երբ է ահազանգը անջատվում:

Կախված կոնկրետ վերահսկիչից և ժամացույցից, ձեզ հարկավոր է տեղադրել ծրագրային գրադարան:

Խնդրում ենք տեղադրել ձեր վերահսկիչն ու ժամացույցը նախատիպի տախտակի վրա և համոզվել, որ կարող եք այն ծրագրավորել `ժամանակը սահմանելու համար, երբ հաջորդ ընդհատումը պետք է տեղի ունենա, և թե ինչպես կարելի է մաքրել ընդհատումը ահազանգի անջատումից հետո: Շատ ավելի հեշտ է այն սկսել աշխատել նախքան վերջնական տախտակը կառուցելը: Seeրագրավորման նշումների համար տես վերջին քայլը:

Քայլ 3: Անջատիչ

Անջատիչի համար մենք օգտագործում ենք սողնակային ռելե `2 կծիկով:

Տեղադրված կծիկի միջոցով հոսանք դնելը միացնում է ռելեն: Հոսանքը պետք է հոսել միայն մոտ 12 ms, այնուհետև այն կարող է անջատվել ՝ թողնելով ռելեն:

Տեղադրեք նմանատիպ զարկերակ ՝ ռելեի անջատման միջոցով:

Մենք ուզում ենք ամրացնող ռելե, որպեսզի մարտկոցի էներգիան չօգտագործենք ռելեն փակ պահելու համար: Բացի այդ, մենք միացնում ենք ռելեն «միացված» այս միացումից և այն «անջատում» ենք վերահսկիչից, երբ այն ավարտվի:

Նախագիծը կառուցվել է 12 Վ լարման մարտկոցի համար: Սրանք էժան են (զրո, ինչպես ես արդեն ունեի) և լավ կանեն կանադական ձմռանը ՝ փոքր արևային լիցքավորիչով:

Շղթան կարող է կառուցվել 3 Վ ռելեով `օգտագործելով մի քանի AA մարտկոց: Քանի որ ռելեը 2A- ն կաշխատի ցանցի լարման դեպքում, այն կարող է մի փոքր պատի էներգաբլոկ (կամ երկրորդ ավելի մեծ հզորության ռելե) միացնել ցանցի սարքավորումներին: Պարզապես համոզվեք, որ 12 Վ -ից բարձր ամեն ինչ գտնվում է պատշաճ հիմնավորված տուփի մեջ և լավ մեկուսացված:

Քայլ 4: 2N7000 MOSFET

Այս սխեման օգտագործում է 3 2N7000 ուժեղացված ռեժիմի N ալիքի MOSFET (մետաղական օքսիդի կիսահաղորդչային դաշտի էֆեկտի տրանզիստոր), որոնք օգտագործվում են որպես անջատիչներ:

Արժե ընդամենը մի քանի դոլար, դրանք բավականին ուշագրավ սարքեր են: Ընթացիկ հոսքերը հոսում են Drain (+) և աղբյուրի (-) միջև, երբ դարպասի լարումները գերազանցում են մոտ 2V- ը: Երբ «միացված» է Աղբյուրի արտահոսքի դիմադրությունը օմ է կամ այնքան: Երբ անջատված են բազմաթիվ մեգոհեմներ: Սրանք տարողունակ սարքեր են, ուստի դարպասի հոսանքը բավական է սարքը «լիցքավորելու» համար:

Դարպասի և աղբյուրի միջև անհրաժեշտ է դիմադրություն, որը թույլ կտա դարպասը լիցքաթափվել, երբ դարպասի լարումը ցածր է, հակառակ դեպքում սարքը չի անջատվի:

Քայլ 5: Շղթան

Clockամացույցից (INT) ընդհատման գիծը սովորաբար լողում է և միանում (ժամացույցի ներսում) գետնին, երբ ահազանգն անջատվում է: 1M դիմադրիչը ահազանգին սպասելիս բարձրացնում է այս գիծը:

U1- ը գործում է որպես ինվերտոր, քանի որ ահազանգի անջատման ժամանակ ռելեն միացնելու համար մեզ անհրաժեշտ է ակտիվ բարձր: Theամացույցի ելքի հակառակը: Սա նշանակում է, որ U1- ը մշտապես աշխատում է սպասման ռեժիմում և մշտական լիցքաթափում է մարտկոցը: Բարեբախտաբար, մենք կարող ենք օգտագործել շատ մեծ դիմադրություն R1 ՝ այս հոսանքը սահմանափակելու համար: Սիմուլյացիաները ցույց տվեցին, որ դա կարող է լինել մինչև մի քանի Գոմ: Իմ տեղական խանութն ուներ ընդամենը 10 Մ դիմադրություն, այնպես որ ես 5 -ը օգտագործեցի շարքում: 250na- ն բավական ցածր է իմ գրքում:

U2- ը պարզ անջատիչ է, որը միացնում է ռելեի հավաքածուի կծիկը:

2 դիոդներն անհրաժեշտ են միացումն ապահովելու համար, երբ ռելեի կծիկներին հոսանքն անջատված է: Մագնիսական դաշտը կփլուզվի և կհանգեցնի ընթացիկ թռիչքի, որը կարող է ինչ -որ բան վնասել:

Մարտկոցից չմշակված 12 Վ -ը տեղափոխվում է լարման բաժանարար R6 և R7: Կենտրոնական կետը անցնում է վերահսկիչի անալոգային կապումներից մեկին, որպեսզի մարտկոցի լարումը վերահսկվի և հաղորդվի:

U4- ը DC- ից DC- ի բարձր արդյունավետ փոխարկիչ է ՝ վերահսկիչի համար 5V արտադրելու համար:

Երբ վերահսկիչն ավարտում է, այն բարձրացնում է Poff- ի գիծը բարձր, որը միացնում է U3- ը, որն անջատում է ռելեն: R4 դիմադրությունը ապահովում է գետնանցում U3- ի դարպասի համար: MOSFET- ը տարողունակ սարք է, և R4- ը թույլ է տալիս լիցքը հոսել գետնին, որպեսզի անջատիչը կարողանա անջատվել:

Փորձարկման անջատիչն էներգիան միկրոհսկիչից հեռու է ուղղում դեպի լուսադիոդ: Սա օգտակար է այս սխեման փորձարկելու համար, բայց կարևոր է, երբ վերահսկիչը միացված է համակարգչին ՝ ծածկագիրը ծրագրավորելու և փորձարկելու համար: Կներեք, բայց ես 2 աղբյուրից ուժ չեմ փորձարկել:

Վերականգնման կոճակը անհրաժեշտ հետագայում էր: Առանց դրա, համակարգն առաջին անգամ միացնելուց ահազանգ դնելու միջոց չկա:

Քայլ 6: Շղթայի մոդելավորում

Ձախում գտնվող մոդելավորումը ցույց է տալիս արժեքներ, մինչդեռ համակարգը պարապ է: Աջ կողմում սիմուլյացիա է, երբ ահազանգն ակտիվ է, և ընդհատման գիծը ցածր է քաշվում:

Իրական լարումները ողջամիտ կերպով համընկնում էին սիմուլյացիայի հետ, բայց ես ոչ մի կերպ չեմ կարող հաստատել իրական ընթացիկ խաղարկությունը:

Քայլ 7: Շինարարություն և ծրագրավորում

Շղթան կառուցվել է նեղ շերտի մեջ `կոպիտ կերպով հետևելու սխեմայի սխեմային: Ոչ մի բարդ բան:

Theրագիրը սկսելուն պես այն պետք է զրոյականացնի զարթուցիչը: Սա կդադարեցնի հոսանքի հոսքը ռելեի սահմանված կծիկով: Programրագիրը կարող է անել իր գործը և ավարտից հետո ահազանգը դարձրեք և անջատեք ամեն ինչ `բարձրացնելով Poff- ը:

Կախված կոնկրետ վերահսկիչից և ժամացույցից, ձեզ հարկավոր է տեղադրել ծրագրային գրադարան: Այս գրադարանը կներառի նմուշի ծածկագիր:

Theամացույցի ինտերֆեյսը և ծրագրավորումը պետք է փորձարկվեն նախատիպի տախտակի վրա ՝ միացումն ապահովելուց առաջ: Arduino- ի և H2-8563 ժամացույցի համար SCL- ն անցնում է A5- ով, իսկ SDA- ն `A4- ով: Ընդհատումը անցնում է շղթայում ցուցադրվող INT- ին:

Arduino- ի համար թեստի ծածկագիրը կներառի հետևյալը.

#ներառում

#ներառել Rtc_Pcf8563 rtc;

rtc.initClock ();

// սահմանել սկսելու ամսաթիվը և ժամը: Անհրաժեշտ չէ, եթե ցանկանում եք միայն ահազանգեր ժամում կամ րոպեում: rtc.setDate (օր, շաբաթ, օր, ամիս, դար, տարի); rtc.setTime (ժամ, րոպե, վրկ);

// Setարթուցիչ տեղադրել

rtc.setAlarm (մմ, ժամ, 99, 99); // Մին, ժամ, օր, աշխատանքային օր, 99 = անտեսել

// Մաքրել ահազանգը rtc.clearAlarm (); }