Reglator de temperatură și umiditate

Scopul de bază al acestui proiect, este îmbunătățirea situației în domeniul sistemelor de monitorizare și menținere a temperaturii și umidității constante, folosind resurese tehnice minime și obținerea unor indici de performanță înalți al stabilității acestei reglări. Completarea unor procese tehnologice cu asemenea dispozitive astfel favorizînd mărirea calității produselor generate sau îmbunătăţind condițiile de confort în cadrul spațiilor casnice, urmărind raportul preț calitate. Traductoarele multifuncționale au devenit în ultimii ani tot mai perfecţionate şi complexe din punct de vedere constructiv şi funcţional. Motivele acestei dezvoltări sunt, printre altele, cerinţele impuse de necesitățile tehnologiilor avansate din domeniul electronicii și sistemelor de automatizare pentru folosirea acestora, în sensul obținerii unor sensibilități mai înalte la percepția datelor, care să asigure și precizii înalte la măsurarea lor. Dorinţa utilizatorilor de a avea un confort la gestionarea acestor sisteme automatizate şi procesarea unui volum sporit de informaţii într-o unitate de timp în procesul de exploatare. Lucrarea de față propune prototipul unui dispozitiv care este capabil să preia la setare prin meniul de utilizare două mărimi ale temperaturii și umedității fiind considerate mărimi (De prag) care sunt înscrise și memorate de MC. La măsurarea de către traductorul multifucțional a valorii temperaturii și umedității în mod automat sunt comparate cu mărimile de prag memorate și în cazul cînd temperatura măsurată e mai mică ca de prag în mod automat cuplează prin intermediul unui releu de execuție elementul de încălzire. În momentul cînd mărimea măsurată devine egal cu mărimea de prag plus 0,5 oC decuplează elementul de încălzire, se preia din nou încălzirea numai cînd temperatura măsurată e mai mică ca valoare decît temperatura de prag cu  0,5 oC (acestă mărime fiind considerată histerezisul temperaturii).  În mod analogic se realizează și reglarea umedității, diferența doar este prin faptul că valoarea histeresisului umedității este egal ca mărime ± 10%. O performanță a dispozitivului mai poate fi considerată și capacitatea de testare a elementelor de execuție (releul pentru încălzire și cel de reglare a umedității), corectitudinea conectării și funcționalitatea traductorului de măsurare, printr-o avertizare cu mesaj pe ecranul LCD a dispozitivului și o restartare a sitemului de funcționare a MC, fapt care exclude evetualele situații critice de supraîncălzire sau supraumeditate în spațiul controlat. La fel posedă un șir de LED-uri ce comunică vizual utilizatorului despăre regimurile de funcționare a dispozitivului precum și starea de moment. 

 

 

 

Pasul 1: 1

Reglator de temperatură și umiditate - 1

La 1-a etapă, a fost analizată situația actuală a echipamentelor existente care au ca destinație măsurarea temperaturii și umidității. În urma studiului efectuat a fost ales traductorul multifuncțional Aosong AM2302 /DHT22 care deține următoarele caracteristici: ieșire calibrată pentru semnalul digital, capacitatea de măsurare a umidității și temperaturii cu o fiabilitate și stabilitate înaltă, consumul redus de energie și de transmitere la distanțe mari a datelor (100 m), alimentare DC 3.3-5.5V, semnalul de ieșire digital prin BUS 1-wire, limitele umidității măsurate 0-100% RH, limitele temperaturii -40 + 80. Precizia ±2% RH (Max ±5% RH), iar a temperaturii ±0.5 oC, rezoluție sau sensibilitate la măsurarea umidității 0,1% RH, iar a temperaturii 0.1o

Pasul 2: 2

Reglator de temperatură și umiditate - 2

La a 2-a etapă, au fost studiate circuite electronice, care aveau funcții de măsurare a temperaturii și umidității folosind traductorul similar cu cel selectat de mine AM2302. Totodată au fost urmărite instrumentele  și capacități de interacțiune în scopul de reglare și menținere al acestor doi parametri. În rezultat, a fost conturată schema de structură pentru dispozitivul proiectat, unde au fost identificate blocurile de bază și elementele necesare ce corespund carecteristicilor pentru obținerea unei scheme electrice principiale funcționale pentru dispozitivul în proiectare.

Pasul 3: 3

Reglator de temperatură și umiditate - 3

La a 3-a etapă, s-a utilizat aplicația pe calculator Schematic Capture, parte componentă a software DipTrace, cu ajutorul căreia s-a realizat schema electrică principială și specificarea parametrilor elementelor incluse în circuit. După care s-a proiectat placheta cu cablaj imprimat și modelul ei 3D, prin utilizarea aplicației PCB Layout, la fel componentă a software-lui  DipTrace.

Pasul 4: 4

Reglator de temperatură și umiditate - 4 Reglator de temperatură și umiditate - 4 Reglator de temperatură și umiditate - 4

La a 4-a etapă, s-a asamblat prototipul dispozitivului plecând de la un suport izolant placat cu folie de cupru, conductoarele obţinîndu-se prin îndepărtarea metalului în regiunile care trebuie să fie electroizolante prin corodare în soluția din acid citric (40g)+ apă oxigenată (100ml) + sare de bucătărie (50g). După care au fost poziționate și lipite toate lementele conform schemei electrice principiale și a modelului 3D realizat în DipTrace.

Pasul 5: 5

Reglator de temperatură și umiditate - 5

La a 5-a etapă, s-a elaborat algoritmul și programul de funcționare a microcontrolerului Atmega8A, folosind aplicația software Bascom-AVR, după care listingul programului elaborat a fost convertat în fișier format hexazecimal, iar cu ajutorul unui programator de microlontrolere și aplicația software PonyProg  s-a înscris în memoria eeprom a microcontrolerului.

Pasul 6: 6

La a 5-a etapă, s-a efectuat ajustarea dispozitivului proiectat din punct de vederea a corectitudinii funcționării și algoritmilor de procesare a datelor în MC. Manifestarea în practică și calibrarea din aspect informativ și estetic a mesajelor de comunicare la utilizarea meniului de lucru pentru dispozitivul  proiectat. Descrierea și tipărirea unui ghid de utilizare corectă și exploatare.

Pasul 7: 7

Testările în funcționarea dispozitivului au fost efectuate în diverse spații și încăperi din jurul casei, cum ar fi încăperi de uscare a hainelor spălate, baie, bucătărie unde s-a verificat comportamentul atît la temperaturi pozitive cît și negative. Ca rezultat, dispozitivul a arătat o stabilitate bună în funcționare și o sensibilitate în limitile stabelite de caracteristicile traductorului multifucțional Aosong AM2302.

În procesul de testare, ca dispozitiv pentru mărirea temperaturii a fost utilizat un reșou electric cu puterea de consum 1kW, iar pentru reglarea umidității a fost utilizat un ventilator cu puterea de consum 300 W, care au arătat o funcționare corectă și stabilă pe întreaga perioadă de testare.

Întrucît ca elemente de execuție în dispozitivul proiectat sunt utilizate releie, ce au atît contacte normal închise cît și normal deschise, și sunt independente unul față de altul, permite posibilități de utilizare a dispozitivului și în alte scopuri, inclusiv și alte regimuri de funcționare. Un exemplu ar fi utilizarea ca element de răcire a încăperilor, dacă este conectat la un sistem frigorific de răcire. O altă posibilitate de reglare a umidității prin utilizarea unei construcții improvizate constituită dintr-un motor ce posedă număr redus ale torațiilor  în funcționare, pe axsa căruia este montat un disc ce are pe ambele suprafete lipit material din pinză. Motorul se fixează astfel încît la rotirea disculului poziționat perpendicular într-un rezervor mic de apă, el va spori procesul de vaporizare adică mărirea umidității în spațiul propus.

În rezultat putem afirma cu siguranță că un asemenea dispozitiv cu ușurință î-și vă găsi întrebuințarea, atît în condiții casnice, cît și în procesele tehnologice contemporare, aducînd doar impact economic pozitiv și o satisfacere a confortului personal. Experiența pozitivă obținută la proiectarea dispozitivului dat este o mativație în plus pentru încercarea de alte noi proiecte.    


Cuvinte cheie: Aosong AM2302 DHT22


Despre autor

Trimite-i un email


Faci ceva interesant?

Împărtăşeşte acum cu ceilalţi!