HomeAlone A" lakásautomatizálás vezérlő áramkör. dokumentáció. ver 1.30

Átírás

1 HomeAlone A" lakásautomatizálás vezérlő áramkör dokumentáció ver I. Feladat, alkalmazási területek Az áramkör feladata a nyolc kimenet vezérlése minél több eszközzel. A kimenetekre tetszés szerinti relé típusok, szilárdtest relék köthetőek. Az áramkört elsősorban lakásautomatizálási feladatokra terveztük, de a modulban rejlő lehetőségek, valamint szerkezeti felépítése miatt oktatási célokra is használható. Kazánvezérlés Lakásriasztási feladatok Digitális kimenetek időzített vezérlése Digitális kimenetek vezérlése digitális bemenetekről Digitális kimenetek vezérlése távirányítóval, ugrókódos vezérlővel Digitális kimenetek vezérlése USB porton keresztül szoftverrel Telemetriai vezérlés (internetes elérés) 1

2 II. Az áramkör felépítése Hangszóró LCD kijelző Távirányító-kulcs programozó gomb ugrókódos távirányító vevő TV távirányító vevő PICKIT2 programozó csatlakozás Microchip PIC18F4550 mikrokontroller Hőmérő szenzor naptár és óra USB csatlakozó Digitális bemenetek Analóg bemenetek 1. ábra P0..P7 digitális kimenetek (közös anódos) III. Csatlakozók Tápfeszültség 8-14V DC (egyenáram), 1Amper 2. Föld INP1 digitális bemenet optocsatolóval leválasztva, polaritás-független (max. 18V) INP2 digitális bemenet optocsatolóval leválasztva, polaritás-független (max. 18V) analóg bemenet. 0..5V (8 bites) analóg bemenet. 0..5V (8 bites) analóg bemenet. 0..5V (8 bites) V stabilizált tápfeszültség kimenet (közös anódhoz) 11. Föld P0..P7 digitális katódos kimenet (közös anódos) 2

3 IV. Az áramkör tesztelése, élesztése, A tápbemenetekre megfelelő polaritású feszültséget kötve (8..14V) a készülék azonnal üzemképes. (Teszteléshez elég egy 9Voltos elem is.) Ha a kimeneteke nem kötünk eszközt, de tesztelni szeretnénk, akkor a nem használt kimeneteket kössük össze a +5V stab. ponttal. 2. ábra V. Kimenetek vezérlési lehetőségei A 8 digitális katódos (közös anódos) kimenet alkalmas relé, vagy szilárdtest relé vezérlésére. A relés, szilárdtest-relés vezérléshez lásd az XIII., XIV fejezetet. A bemenetek üzemmódjának konfigurálásához lásd a XV. fejezetet. A kimenetek be/kikapcsolási lehetőségei Riasztóhoz konfigurált kimenetek A kimeneteknél konfigurálható, hogy akkor reagáljon a vezérlésre, ha a riasztás élesített. Manuális bekapcsolás TV távirányító (1..8. gomb, 0: mind kikapcsol, 9: mind bekapcsol) Aurel RX-4M-HCS, vagy Aurel RX-3M-HCS, vagy Aurel RX-2M-HCS ugrókódos távirányító HomeAlone szofver USB porton keresztül Digitális bemenet A bemenet szakadására, vagy rövidzárra kapcsolhat Időzített bekapcsolás TV távirányító (1..8. gomb, 0: mind kikapcsol, 9: mind bekapcsol) Aurel RX-4M-HCS, vagy Aurel RX-3M-HCS, vagy Aurel RX-2M-HCS ugrókódos távirányító 3

4 3. ábra 4. ábra 4

5 VI. A távirányító A modul TV távirányítós vezérléséhez minden RC5 szabványt használó távirányító alkalmas (A legtöbb ilyen, pl: Philips) Riasztó élesítése Almenüváltás az LCD panelen Állapotváltás (LCD panelen * al jelölt értékek megváltoztatása) Menüváltás az LCD panelen Minden kimenet kikapcsolása 1..8 kimenet ki/be kapcsolása; riasztó élesített állapotakor jelszó megadásával - hatástalanítás Minden kimenet bekapcsolása 5. ábra VII. AUREL ugrókódos vezérlő Az Aurel RX-4M-HCS 433MHz modul ugrókódos távirányító nagybiztonságú vezérlést biztosít (ugyanaz mint az autók távirányítós központi zára). Így elsősorban a riasztó élesítésére, valamint kapuk nyitására célszerű programozni. (Az alapcsomag ezt az áramkört nem tartalmazza, de a foglalatba utólagosan behelyezhető és azonnal üzemképes is. ) Új távirányító-kulcs hozzáadásakor a vevő melletti nyomógombot kell egyszer megnyomni. Ekkor 10 mp-ig villog a vevő melletti LED. Ez idő alatt kell 1x megnyomni a hozzárendelni kívánt távirányító tetszőleges gombját. A vevőhöz max. 32 távirányító rendelhető. Riasztó élesítése Tetszőleges kimenet ki/be kapcsolása Riasztó kikapcsolása 6. ábra 7. ábra 5

6 VIII. LCD kijelző menü Dátum, idő, hőmérséklet P0..P7 Kimenet ( O: ). típusa: T:thermosztát; A:Alarm; I:Input; M:Manual; C: időzítő; állapota:0=off, 1=ON Digitális bemenetek állapota (0=szakadás, 1=rövidzár) Kazán termosztát vezérlési információk. Akt. hőmérséklet; <OFF/ON>: termosztát vez. port állapota; *AUTO/MAN: programtábla, vagy manuális érték alapján kapcsol. (távirányító állapotváltás gombja) Időzített kimenet vezérlés. *ON/OFF: aktív/inaktív. (távirányító állapotváltás gombja); 2/1: két időzítés közül az elsőt mutatja az alsó sorban (távirányító almenű váltás gombja) Riasztó élesített, vagy hatástalanított állapota. I0..I2: Digitális bemenetek állapotváltozásainak számlálója 8. ábra IX. Digitális bemenetek A két digitális bemenet optocsatolóval leválasztott, polaritás-független csatlakoztatást biztosít a modulhoz 5..20Voltos feszültség tartományban. Erre a bemenetre lehet kötni mozgásérzékelőket, füstérzékelőket (az érzékelők köthetők sorosan is). A bemenetek konfigurálási lehetőségei: Rövidzárra, vagy szakadásra reagáljanak a kimenetek Állapotváltáskor mely kimenetek kapcsolódjanak be INP0 Aurel3 monostabil konfighoz (a konfigban bistabilra is állítható) INP1 (külső csati) INP2 (külső csati) INP3 Akksi (táp) mérő A bemenetek üzemmódjának konfigurálásához lásd a XV. fejezetet. 6

7 X. Analóg bemenetek 0..5V közötti feszültségértékeket alakít 8 bites értékké. A program jelenlegi verziójában nincs kimenet vezérlő hatása, csupán tájékoztató információt szolgáltat. A négy analóg bemenetből egy (AN3) a tápegység feszültségértékét méri. A pontos érték beállítására a P1 trimmer poti szolgál. A XV. fejezet bemutatja az analóg értékek megjelenítését és feldolgozását. XI. Tápellátás A modulra bízott vezérlési feladatok miatt indokolt az akkumulátoros üzemeltetés. Az ólom akkumulátorhoz viszont töltőre van szükség. Ezt a feladatot legegyszerűbben csepptöltéssel lehet elérni, 13,8Voltos feszültséggel. A kívánt értékhez egy 12Voltos stabilizátor földpontját egy piros LED segítségével (1,8V) megemeljük. A BD250-es tranzisztor közös kollektoros kapcsolása áramerősítést végez, így közel 5A áramerősséggel terhelhető a tápegység (transzformátor!). Ezzel a kapcsolással a perifériák tápellátása is megoldódik (kimenet relék, mozgásérzékelők, stb.). 9. ábra 10. ábra (Egyéb akkumulátor töltési alternatívaként javasolt a PB137 integrált áramkör alkalmazása.) Javasolt akkumulátor típus: 12V 3,2AH 7

8 XII. Kapcsolási rajz 11. ábra 8

9 XIII. Relé vezérlés digitális kimenetekről 12. ábra 13. ábra XIV. Szilárdtest relé vezérlés digitális kimenetekről Ha a kimenetekről 230V hálózati feszültségről működő berendezéseket szeretne vezérelni, akkor inkáb a szilárdtest relé (SSR Solid State Relay) használatát javasoljuk. Vezérlésük egyszerű: LED-nek kell tekinteni. A modul illesztéshez ebben a kapcsolásban még előtét ellenállás sem kell. Az SSR galvanikus elválasztást biztosít a kapcsoló és a kapcsolt oldal között. Javasolt típus a Sharp S216SE1, amely nullátmenet kapcsolót is tartalmaz. 14. ábra 9

10 XV. Vezérlés USB portról - HomeAlone A szoftverrel A szoftver telepítéséhez indítsa el a setup_homealone.exe programot. A modul csatlakoztatása előtt kössön a modulra tápfeszültséget. (a modul nem üzemeltethető az USB tápfeszültségről). A program telepítési mappájában talál az FT232 eszközhöz drivert (az FT232 mappában). Az op. rendszer soros portként fogja felismerni az USB eszközt. Az eszközkezelőben ellenőrizheti a soros port számát (pl: COM7). 15. ábra A csatlakoztatott eszközt a program automatikusan megtalálja (port scan). A fejlécben a modul típusszáma és verziószáma jelenik meg. Vezérlés menü A panel csak a "HomeAlone A" modul csatlakoztatása után válik aktívvá. Digitális kimenetek: A nyolc port (OUT-0..OUT-7) állapotát jelzi, valamint nyomógombként is funkcionál. Rákattintva átbillenthető a kimenet be/kikapcsolt állapotba. Vegye figyelembe, hogy a portot további események is vezérelhetik (bemenetek, időzítők). Digitális bemenetek: A négy bemenet (INP-0..INP-3) állapotát jelzi. Nyomógombként nem funkcionál. Azok a bemenetek, amelyek szakadás vezéreltek, alapértelmezésben benyomott állapotban vannak. 10

11 Analóg bemenetek: A négy bemenet (AN0..AN3) állapotát jelzi értékben. A jelenlegi verzióban vezérlő hatásuk nincs. Lehetőség van tetszőleges intervallumban megjeleníteni (8 bites felbontás mellett), valamint tetszőleges címkével és mértékegységgel kiegészíteni az adatot. Ehhez a program telepítési mappájában lévő homealone.ini fájlt kell megnyitni tetszőleges szerkesztővel. és az ANL szekcióban lévő változóknak értéket adni. Példa: [ANL] AN3=Akkumulátor feszültség AN3MIN=0 AN3MAX=20 AN3UTO=V Ekkor a progam digitális értéket intervallumra konvertálja, a mértékegység pedig az AN3UTO mező értéke lesz. Hőmérséklet: A modulon lévő DS1621 hőmérsékletmérő szenzor álltal mért érték 0,5 C pontossággal. ALARM nyomógomb: A riasztó élesítésére / kikapcsolására szolgáló nyomógomb. TIMER nyomógomb: Az időzítések engedélyezésére / tiltására szolgáló nyomógomb. TERMO nyomógomb: Kazán termosztát MANUÁLIS / AUTO vezérlése. (manuális a felengedett). MANUÁL állapot esetén a hőmérséklet a konfigurációban beállított hőmérséklet. AUTO állapot esetén a vezérlőtábla napszakra vonatkozó beállításai érvényesek (lásd: Beállítások / Termosztát). Beállítások menü A beállított értékek a PIC EEPROM-ban tárolódnak, valamint elmentésre kerülnek a homealone.ini fájlba is. A program a láblécen jelzi, hogy a betöltés az INI fájlból, vagy a PIC EEPROM-ból történt. A sikeres mentés szintén a láblécen kerül jelzésre. A szoftver a számítógép rendszeridőre állítja be automatikusan a modul belső óráját, így nem is tartalmaz a beállítások menüpont dátum-idő beállítási lehetőséget. Figyelem: Amíg ezen a fülön áll, addig a program leállítja a folyamatos állapot lekérdezést a modultól! 11

12 Beállítások / Általános Kommunikációs port: A PC-n elérhető soros portok listája. A helyes port kiválasztása után a program felismeri a modult, és az ablak tetején lévő sor zöld színre vált. Jelszó: A modul jelszót kér, ha távirányítóval hatástalanítjuk a riasztót, vagy távolról újraindítjuk (RST parancs), kikapcsoljuk (OFF parancs) a modult. A jelszó csak 6 karakterből álló számsorból állhat ( ). Riasztó bekapcsolási késleltetés: A riasztó élesítés után hány másodperc múlva váljon aktívvá. Ha olyan zónában vagyunk élesítéskor, ahol van mozgásérzékelő, akkor kellő időt kell biztosítani magunknak a zóna elhagyására ( mp). Riasztó kikapcsolási késleltetés: A mozgásérzékelő jelzése után hány másodpercre riasszon. Ha olyan zónában vagyunk ahol van mozgásérzékelő, akkor kellő időt kell biztosítani magunknak a riasztó kioldására ( mp). Termosztát kimenete: A nyolc kimenet közül melyik vezérli a kazán-termosztátot (0..7). Amennyiben nem használjuk a modult erre a célra, adjunk meg "8"-at. Alapértelmezett hőmérséklet: A kazán termosztát működhet AUTO / MANUÁL módban. Manuál mód esetén az itt megadott érték az alapértelmezett (Amit távírányítóval is bármikor átállíthatunk C értékben). Termosztát bekapcsolási késleltetés: Ha kikapcsol a kazán termosztát, akkor hány percig nem kapcsolhat vissza. Ennek a beállításnak ott van jelentősége, hogy megakadályozza a kazán túl sűrű ki/bekapcsolgatását (prell: perc). AUREL 3. gomb: Amennyiben Ön az ugrókódos vezérlőnek olyan távirányítójával rendelkezik, amelyen van 3. gomb is, úgy azzal a gombbal tetszőleges portot vezérelhet bistabil üzemmódban: egy klikk be / egy klikk ki (0..7). LCD háttérvilágítás ideje: Bármely távirányító gomb lenyomására az LCD kijelző háttérvilágítása bekapcsol. Megadható, hány másodperc múlva kapcsoljon le (0..255mp). z LCD kijelző háttérvilágításának áramfelvétele > 25mA. Hangszóró engedélyezése: Bármely távirányító gomb lenyomására, riasztó élesítésére / kioldására a modulon lévő hangszóró csippant egyet - ha engedélyezzük. Beállítások / Bemenetek Megadható, hogy az INP-0..INP-3 digitális bemenetek állapotváltozásakor mely kimenetek váljanak aktívvá. Tehát egy bemenet több kimenetet és vezérelhet. Az INP0 bemenet az AUREL távi INP címke: A bemenet tetszőleges elnevezése (pl: füstérzékelő). A címke csak a homealone.ini fájlban tárolódik el. 12

13 Rövidzár: Beállítható, hogy a bemenet rövidzár, vagy szakadás állapotára reagáljanak a kimenetek. (Például a mozgásérzékelők nyugalmi állapotban rövidzáron tartják a bemenetet. Mozgás érzékeléskor pedig "szakadás" állapotba kerülnek.) 16. ábra Kimenet jelölőnégyzetek: Jelöljük be azokat a kimeneteket, amelyeknek reagálniuk kell a bemenet állapotváltozására. Nem választható az a kimenet, amelyet a kazán termosztáthoz rendeltünk. Beállítások / Kimenetek OUT címke: A kimenet tetszőleges elnevezése (pl: Riasztó SMS küldés). A címke csak a homealone.ini fájlban tárolódik el. Kikapcsol (mp): A kimenet aktiválás után hány másodperc múlva kapcsoljon ki. Tehát a kimenetek monostabil üzemmódban működnek. Ha a kimenet nem kapcsolhat le, akkor írjunk nullát a mezőbe (ekkor manuálisan - pl: távirányítóval - kapcsolható ki a kimenet). A megadható legnagyobb érték mp (több mint 18 óra). Alarm: A kimenetet vezérlő bemenetnek csak a riasztó élesítése után van vezérlő hatása. (Például a bemenetre kötött mozgásérzékelő jelez a bemenetnek, de a kimenetet csak akkor aktiválja, ha a riasztót élesítettük.) 17. ábra Beállítások / Termosztát A táblázat a kazán termosztát vezérlési programját tartalmazza. A beállított értékek akkor vezérlik a termosztát kimenetet, ha a termosztát "AUTO" üzemmódra van állítva. 13

14 Szakaszos vezérlés A hét minden napja négy szakaszra van felosztva. Az egyes szakaszok kezdő időpontja tetszőlegesen állítható. Az adott szakasz akkor ér véget, ha kezdődik a következő szakasz, vagy a következő nap. A hőmérséklet tetszőleges intervallumban (5 C..35 C) állítható. Így kialakítható a heti ritmushoz tartózó ideális hőmérséklet. A cellára duplát kattintva átmásolódik a felette lévő cella idő és hőmérséklet beállítása. 18. ábra Beállítások / Időzítők A kimenetek tetszőleges időpontban bekapcsolhatóak. Az idő lehet konkrét érték, vagy ciklikusan ismétlődő időintervallum. A jelenlegi verzióban max. 31. időzítés készíthető. Vezérelt kimenet: A kimenetek listája. Nem szerepel a listában a kazán termosztát kimenete, mert erre nem készíthető időzítés. Válasszuk ki a listából a vezérelni kívánt kimenetet. Hét napja: A hét bármely napjára készíthető időzítés. Továbbá választható a "Naponta" érték. Óra perc: A kimenet aktiválásának órája perce. Óránként: A kimenet ciklikus bekapcsolásának órája. A listából a 24 óra alsó osztói választhatóak. Az óránként beállítás aktiválása a megadott "perc" értéknél történik. ÚJ gomb: Új időzítés beszúrása. TÖRÖL gomb: A táblázat aktív sorának eltávolítása az időzítésből. Percenként: A kimenet ciklikus bekapcsolásának perce. A listából a 60 perc alsó osztói választhatóak. A percenként beállítás csak a megadott órára vonatkozik. A kimenetek kikapcsolása a kimenethez rendelt másodperc vezérlés alapján történik! 19. ábra 14

15 Példák A kerti világítás kapcsoljon be minden hétvégén egy órára. OUT-6 SZOMBAT ÓRA:21.00 (OUT-6 kimenet 3600 mp után kikapcsol) OUT-6 VASÁRNAP ÓRA:21.00 (OUT-6 kimenet 3600 mp után kikapcsol) Az öntöző automatika minden nap 21 órától 22 óráig 20 percenként öntözzön 10 perces szünetekkel. OUT-7 NAPONTA ÓRA:21.00 PERCENKÉNT:20 (OUT mp után kikapcsol) OUT-7 NAPONTA ÓRA:22.00 PERCENKÉNT:20 (OUT mp után kikapcsol) Napló A modul által küldött adatok naplózása. A naplóba csak akkor kerül új bejegyzés, ha valamely adat értéke az előző értékhez képest változott (pl: csökkent a mért hőmérséklet). Induláskor minden adatállapot bekerül a naplóba. Kilépéskor a program a naplót fájlba menti (telepítési mappa\napló\homealone_dátumidő.txt), de csak akkor, ha létezik az elérési út. A naplófájl sorok felépítése [dátum idő TAB mező=érték], így egyszerűen alkalmazható további adatfeldolgozásra. Ha a napló szolgáltatásra nincs szükségünk, úgy töröljük le a napló mappát. Konzol A konzolban kiadott parancsok ellenőrzés nélkül végrehajtódnak. A modul nem ellenőrzi a parancsok esetleges végrehajthatási következményeit. Parancsok szintaktikája: PARANCS=? Állapot lekérdezés. PARANCS=érték Állapot beállítás. Parancsok listája: OUT=? Kimenetek 1 bájtos állapot maszkja. (pl: > minden kimenet bekapcsolva) = Kimenet beállítása 1 bájtos bitmaszknak megfelelően. TMP=? A modulon lévő DS1621 hőmérsékletmérő szenzor álltal mért érték 0,5 C pontossággal. ANL=? A négy analóg bemenet (AN0..AN3) állapotát adja vissza 32bites alakban. A jelenlegi verzióban vezérlő hatásuk nincs. INP=? A négy digitális bemenet (INP0..INP3) állapotát adja vissza 1 bájtos alakban. A legkisebb helyiértékű biten az INP0 értéke van. INC=? A négy digitális bemenet (INP0..INP3) állapotváltozásainak számát adja vissza 32 bites alakban. A legkisebb helyiértékű bájton az INP0 értéke van. ALR=? A riasztó kikapcsolt (0), bekapcsolt (1) állapotát adja vissza. =0..1 A riasztó ki(0)- bekapcsolása(1). TME=? Az időzítő tiltott(0), engedélyezett(1) állapotát adja vissza. =0..1 Az időzítő tiltása(0)- engedélyezése(1). 15

16 THA=? Kazán termosztát vezérlési módja MANUÁLIS(0) / AUTO(1).=0..1 A kazán termosztát MANUÁLIS(0)- AUTO(1) vezérlése. F_0=? A modul EEPROM-ban tárolt konfigurációs beállításai. F_1=? A modul EEPROM-ban tárolt INPUT beállításai. F_2=? A modul EEPROM-ban tárolt OUTPUT beállításai. F_3=? A modul EEPROM-ban tárolt THERMOSZTÁT beállításai. F_4=? A modul EEPROM-ban tárolt IDŐZÍTŐ beállításai. DAT=? A modul DÁTUM értéke 32 bites formában (éé hh nn hét). = A dátum beállítása (éé hh nn hét) IDO=? A modul IDŐ értéke 32 bites formában (óó pp mp).= Az idő beállítása 32 bites formában (óó pp mp) ABO=? About (Gyártó, típus) HLP=? Kiadható parancsok listája. RST=0 A modul újraindítása. RST=1 Alapértelmezett EEPROM beállítások visszaállítása. OFF=jelszó A modul kikapcsolása. Figyelem: Amíg ezen a fülön áll, addig a program leállítja a folyamatos állapot lekérdezést a modultól! A telepítési mappa\konzol\ mappában megtalálható ennek az alkalmazásnak a forráskódja (Delphi7), valamint a soros portot kezelő tcomport komponens telepítő is elérhető. Így lehetőség van saját fejlesztésű modul-vezérlő alkalmazás írására. XVI. Modul távoli elérése (Internet) A legegyszerűbb megoldás valamely távoli elérést biztosító VPN alkalmazás használata (pl: Teamviewer). A szoftvercsomagnak nem része, de külön megvásárolható a közvetlen Internet elérést biztosító alkalmazás. 16

17 XVII. Kazántermosztát konfigurálása A kazán-termosztátok általában egy relét kapcsolgatnak ki/be a kívánt hőmérséklet és az időzítés függvényében. A hagyományos relé alkalmazása helyett itt is a szilárdtest relé használatát javasoljuk. A programbeállítások a XV. fejezet Beállítások / Általános, valamint Beállítások / Termosztát fejezetében olvasható. XVIII. Lakásriasztó konfigurálása A mozgásérzékelők nyugalmi állapotban rövidzárban tartják a bemeneteket, a riasztást pedig szakadással jelzik. Tehát a riasztásra szánt bemeneteket szakadásra kell beállítani, valamint meg kell határozni, hogy mely kimenetek kapcsoljanak be. A riasztási kimeneteknél pedig be kell jelölni az Alarm jelölőnégyzetet. Így csak akkor aktivizálódnak a kimenetek, ha a riasztó élesítve van. A kimenetekre tetszőleges riasztó eszköz (kürt, fényjelző) köthető. Gyakori alkalmazás a GSM modul csatlakoztatása a riasztókhoz, így riasztáskor SMS-t, vagy telefonhívást kezdeményez a beprogramozott telefonszámra. A GSM modulok bemenetére, akkor 1, 2mp-re feszültség impulzust kell küldeni. Tehát a GSM-et vezérlő kimenetet is így kell konfigurálni (kikapcsol: 2mp múlva) XIX. Műszaki adatok Dim: 100x128mm Tömeg: 120gramm Üzemi feszültség : volt (ajánlott 12V akksi) Áramfelvétel (12V) Nyugalmi áramfelvétel: 25,60mA (~300mW) Minden kimenet ON + LCD displ. háttérvilágítás: 134,20mA (1.30W) XX. GYIK Miért nincs beépítve relé? Az eltérő alkalmazási területek miatt. Eltérőek a kapcsolni kívánt feszültségek, áramerősségek, valamint a kapcsolt körök száma. Miért nincs a modulhoz távirányító? Mert az esetek legnagyobb részében működik TV távirányítóval is. Minden olyan távirányító alkalmas, amely ún RC5 kódolást használ. 17