Internetowy sterownik nagrzewnicy

Cele

Celem projektu jest opracowanie urządzenia sterującego nagrzewnicą elektryczną. Sterownik umożliwia dokonanie zdalnego odczytu temperatury oraz ustawienie żądanej, utrzymywanej przez włączanie nagrzewnicy. Dodatkowo urządzenie zostanie wyposażone w zewnętrzny czujnik zalania, by wykryć np. pęknięcie rury w  pomieszczeniu. Zostanie również zaimplementowana możliwość zdalnego sterowania dodatkowym odbiornikiem prądu np. oświetleniem. Sterowanie będzie odbywać się za pośrednictwem przeglądarki stron internetowych po wpisaniu adresu IP, po skonfigurowaniu routera możliwy będzie również dostęp z sieci Internet.

Podzespoły urządzenia

Sterownik jest bezpośrednio podłączony do sieci energetycznej (230V). Transformator znajdujący się na PCB obniża napięcie sieciowe do wartości 6V a następnie zostaje ono podane na Mostek Graetza [D1] i stabilizator napięcie LM7805 [U1]. Mikrokontroler PIC18F2550 [U2] komunikuje się za pośrednictwem magistrali SPI z kartą sieciową bazującą na układzie ENC28J60 dołączoną do złącza zasilania [J4] i SPI [J5]. Mikrokontroler taktowany jest zegarem 25MHz z generatora kwarcowego [Y1]. Odczyt temperatury odbywa się z czujnika DS18B28 podłączonego do magistrali 1Wire [J3]. Czujnik zalania stanowią dwie elektrody z materiału przewodzącego prąd umieszczone blisko siebie, podłączone są do gniazda J2. Mikrokontroler uruchamia nagrzewnicę podłączoną do triaka [Q2] sterowanego transoptorem [Q4], natomiast dodatkowe urządzenie [DEV1] może zostać podłączone do triaka [Q1] sterowanego transoptorem [U3].

Rozmieszczenie podzespołów na płycie PCB.

Tab. Wartości podzespołów.

Do PCB dołączona jest zewnętrzna karta sieciowa z układem ENC28J60.

Schemat połączeń elektrycznych

Podłączenie modułów do mikrokontrolera PIC18F2550.

Moduł zasilania sterownika nagrzewnicy.

Moduł sterujący nagrzewnicą.

Moduł sterujący dodatkowym odbiornikiem prądu.

Moduł gniazda czujnika temperatury.

Moduł gniazda detektora zalania.

Gniazdo modułu karty sieciowej ethernet – ENC80J60.

Projekt PCB

Wizualizacja PCB.

Zaprojektowana PCB urządzenia ma rozmiary 84mm na 90mm i wykonana jest w technologii THT (montaż przewlekany).

Projekt PCB.

Program mikrokontrolera

Rozdział w opracowaniu.

Interface sterujący

Po podłączeniu sterownika do lokalnej sieci komputerowej jest możliwość wyświetlenia panelu sterującego urządzeniem. W przeglądarce internetowej komputera działającego w danej sieci należy wpisać adres http://192.168.0.6
Poprawne wyświetlenie strony wymaga dostępu do sieci Internet, gdyż odwołuje się ona do biblioteki jQuery.

Interface sterujący pracą urządzenia.

Strona konfigurująca pracę urządzenia została podzielona na następujące zakładki:

• Temperatura – aktualna temperatura w monitorowanym pomieszczeniu.
• Min temperatura – minimalna temperatura w pomieszczeniu poniżej której następuje włączenie nagrzewnicy.
• Dev1 – włączenie lub wyłączenie dodatkowego odbiornika prądu np. oświetlenia.
• Zalanie – stan 0 oznacza brak wykrytej wody, stan 1 to wykryta woda na czujniku zalania.
• IP – ustawienie adresu IP urządzenia (brak obsługi DHCP) i bramy wyjściowej do sieci Internet (nie jest konieczne).

Działające urządzenie

Sterownik z podłączoną nagrzewnicą.

Odnośniki

Pliki projektu:

• Projekt PCB w formacie PDF,
• Rozmieszczenie podzespołów na PCB w formacie PDF,
• Wsad mikrokontrolera PIC18F2550.

Noty katalogowe:

• PIC18F2550 – mikrokontroler,
• MOC3061 – transoptor,
• BTA16-6008 – triak,
• LM7805 – stabilizator napięcia.