------( میکروالکترونیک )------( الکترونیک دیجیتال )------( سفارش طراحی و برنامه نویسی پروزه های شما )------( الکترونیک مقدماتی )--------(www.project-esisis.com)------	تقویم ابزار های وبلاگ نویسی نمایشگر تاریخ به صورت فارسی

Electrical Protective 30A & Clock RTC

در این پروژه که در حقیقت یک محافظ تمام دیجیتال برای کنترل و محافظت از سطح ولتاژ از حد مشخص شده توسط کاربر می باشد، می توان با اعمال ولتاژ AC یا DC به ورودی مدار همین ولتاژ را کاملاً محافظت شده در خروجی تحویل گرفت علاوه بر این مشخصه یک ساعت دقیق RTC دارای باطری اضطراری و تایمر 24 ساعته خاموش/ روشن رله به مدار اضافه شده، تمامی فرایند کنترل و تنظیمات دستگاه بر روی LCD2*16 و همچنین LED های مدار برای رابط کاربری بهتر قابل نمایش می باشد. کاربر می تواند تنها با فشردن چند کلید اقدام به تنظیم تمامی مقادیر کنترل از جمله حد بالا یا پایین ولتاژ، ساعت و همچنین تنظیم تایمرتأخیر و تایمر on/off که همه توسط کلیدهای با نام Setting و Timer در دسترس می باشد و فرایند تمامی تنظیمات بر روی صفحه نمایش نشان داده خواهند شد. لازم بذکر است که تمامی تنظیمات تایمر، ولتاژ و حد پایین و بالا در حافظه EEPROM تراشه AVR ذخیره شده تا در هنگام قطع برق تغذیه مدار تنظیمات داده شده حفظ شود و مجدد نیاز به فرایند تنظیم نباشد.

برای دیدن در ابعاد واقعی بر روی عکس کلیک کنید.

اهداف:

1. کنترل و محافظت ولتاژ خروجی AC/DC
2. نمایش تمامی اطلاعات بر روی LCD 2*16
3. رله 30 آمپری و LED های نشانگر تایمر - روشن بودن رله و ولتاژهای عادی و غیر عادی در خروجی Timer- Low- Normal- High-Relay
4. تایمر معکوس ثانیه شمار از 65535 تا 0 برای اتصال اولیه برق ورودی همراه با ثانیه شمار LED
5. کنترل حد ولتاژ از 0 تا 350 ولت AC/DC و حالت تنظیم اولیه به شرح زیر
6. حد پایین Low Voltage Limit: 180 V
7. حد بالا High Voltage Limit: 240 V
8. نرمال یا عادی Voltage Normal: 180-240 V
9. ولتاژ کاری AC 150-250 V / 50-60 HZ ترانس کاهنده 12V-300mA
10. کنترل تایمر24 ساعته on/off RTC دقیق
11. باطری اضطراری 3 ولت نگهدارنده ساعت در هنگاه قطع برق
12. دارای آلارم BUZZER خروجی برای فرایند های تنظیم شده غیر عادی

بلوک دیاگرام مدار

تعریف ADC و دقت یک مبدل آنالوگ به دیجیتال از نوع مختلف (Analog to Digital Converter):

مبدل های آنالوگ به دیجیتال انواع در نوع های متفاوت با نوع خروجی و ورودی و تفکیک رقم خوانده شده دیجیتال ساخته شده و روانه بازار می شوند.

مبدل آنالوگ به دیجیتال ADC

مبدل آنالوگ به دیجیتال چیست؟برای تبدیل یک ولتاژبه اعداد از مبدل انالوگ به دیجیتال استفاده میشود.چون میکرو کنترلر بر مبنای دیجیتال پایه گذاری شده است. میکرو های AVR دارای مبدل انالوگ به دیجیتال سرخود است.ولتاژ مرجع انها به سه صورت انتخاب میشود.

• بصورت داخلی با ولتاژ 2.56 ولت
• ولتاژ VCC
• بصورت خارجی

ولتاژ مرجع ولتاژی است که مبدل تا ان مقدار ولتاژ را خوانده و تبدیل میکند برای دادن ولتاژ خارجی به ADC از پایه های AVCC,AREF,GND استفاده می شود. پایه AVCC به ولتاژ تغذیه وصل شده وGND هم به منفی وصل میشود.AREF که برای ولتاژ خارجی است از داخل برنامه هم باید تنظیم شود,تا بعنوان ولتاژ مرجع انتخاب شود. مبدل انالوگ به دیجیتال برای رسیدن به حداکثر دقت به فرکانس کلاکی بین 50 تا 200 کیلو هرتز نیاز دارد.این فرکانس یک سرعت متناسب با دقت مناسب را ارائه میدهد, اگر بخواهیم سرعت تبدیل اطلاعات به دیجیتال زیاد باشد باید فرکانس کلاکی افزایش پیدا کند که دقت را کاهش میدهد.

نکته: اگر کاربر از یک منبع ولتاژ متصل به پایه aref استفاده کند, نمیتواند از ولتاژهای مرجع دیگر استفاده کند.اگر ولتاژخارجی به پایه aref متصل نگردد, کاربر میتواند بین ولتاژهای مرجع avcc و یا 2.56 v سوئیچ نماید. -برای حذف نویز روی ورودی انالوگ که ناشی از هسته cpu میباشد, میتوان میکرو را در مد sleep قرار داد. در این مد cpu خاموش بوده و نمونه برداری انجام میشود سپس cpu روشن میشود.

دقت نمونه برداری adc بصورت 10 بیتی است,که بصورت 8 بیتی قابل استفاده است.یعنی ولتاژ مرجع تقسیم بر 2 به توان 10 میشود(1024)

برای مثال اگر ولتاژ مرجع ما 5 ولت باشد 1024÷5 برابر با 4 میلی ولت است.یعنی تغییرات تا 4 میلی ولت را میتوانیم بوسیله یک adc 10 بیتی ثبت کنیم.(هر سطح 4 میلی ولت)

ملاحظه می شود که دقت یک ADC 16 بیتی برابر 39 میکرو ولت در هر شمارش بیت نکته: برای استفاده از یک پایه در حالت ورودی adc به غیر از معرفی در قسمت adc باید بصورت ورودی و tri-state تنظیم شود.

برای دیدن در ابعاد واقعی بر روی عکس کلیک کنید.

راه اندازی تراشه ساعت DS1307

یک آی سی ساعت و تقویم با قابلیت شمارش ثانیه ، دقیقه ، ساعت ، روز هفته ، روز ماه ، ماه و سال می باشد . این آی سی علاوه بر قابلیت نگهداری ساعت و تقویم ، ۵۶ بایت رم آزاد نیز دارد که می توان برای نگهداری داده از آن استفاده نمود . این آی سی توسط پروتکل ارتباط سریال I2C به میکروکنترلر و … متصل می شود که توسط پورت ارتباط سریال داخلی I2C قابل پیاده سازی است .

پایه های تراشه:

1. پایه ۱ و ۲ ) به کریستال ساعت (32.768 KHZ متصل می شود.
2. پایه ۳ به باطری وصل می شود.
3. پایه ۴ به زمین است.
4. پایه ۵ SDA ارسال و دریافت اطلاعات از طریق پورت I2C است.
5. پایه ۶ SCL که کلاک هماهنگی بین میکروکنترلر AVR و آی سی ds1307 است.
6. پایه ۷ این پایه خروجی پالس مربعی با فرکانس های 1HZ – 4.096KHZ – 8.192KHZ 32.768KHZ است که میتوان آن را در کدویژن راه اندازی کرد.
7. پایه ۸ به VCC وصل می شود +5V

نکته: پایه های SDA , SCL را باید با مقاومت10k پول اپ کرد. چرا؟ طبق استاندارد I2C.

آی سی DS1307 یک تراشه دقیق ساعت RTC می باشد. برای تنظیم آن خواندن و نوشتن در آن از روش ارتباط I2C استفاده می شود، این تراشه همیشه با یک باطری Backup سه ولتی استفاده می شود دلیل آن هم این است که اگر تغذیه مدار قطع شود اطلاعات ساعت و RAM تراشه از بین نمی رود.

آدرس اطلاعات در تراشه به صورت جدول روبرو می باشد که از آدرس صفر که متغیر ثانیه را درخود نگه میدارد آدرس 07 هگز هم مربوط به تنظیم تراشه می باشد.

برای روشن کردن نمایشگر ثانیه در تراشه که مستقیماً می شود به یک LED متصل نمود و با دستور زیر این پایه در بخش کنترل یعنی آدرس 07 تنظیم می شود:

در دستور بالا با یک کردن SQW/OUT این پایه فعال خواهد شد

شکل زیر هم پالس ارتباطی تراشه با گذرگاه I2C را نشان می دهد.

روش فعال کردن و استفاده از تراشه ساعت در شبیه ساز DS1307:

این نمایشگر فرضی که توسط برنامه Proteus برای نشان دادن اطلاعات موجود در حافظه تراشه DS1307 استفاده می شود که در دنیای مجازی این امکان فراهم شده و از مزایای این برنامه قدرتمند می باشد. فراموش نکنید که اطلاعات در تراشه بصورت BCD فشرده می باشد یعنی عدد 12 را بصورت 2/1 داخل آن ذخیره شده خوبی BCD فشرده آن است که با ده دهی یکی است. پس از فشردن کلید توقف برنامه Proteus این بخش نمایش داده خواهد شد که بسیار مفید است RAM داخلی تراشه DS1307 را برای ما نمایش می دهد اگر نمایش داده نشد از روش زیر آن را فعال کنید: این بخش برای نمایش ذخیره تنظیمات و پیغام مورد نظر پس از وارد کردن آن توسط کی پد بسیار مفید است.

توجه: کلید توقف باید فعال شود تا اطلاعات بالا نمایش داده شود.

اضافه کردن کتابخانه تراشه ساعت DS1307:

در بخش زیر نحوه استفاده از کتابخانه کار با تراشه ساعت DS1307 را که در برنامه کدویژن بصورت یک کتابخانه قابل دسترس قرار دارد شرح می دهیم برای خواندن و نوشتن اطلاعات از دستورات زیر استفاده می کنیم.(که به صورت کتابخانه باید اضافه شود) این دستور مقدار اولیه ساعت ، دقیقه و ثانیه را صفر می کند این ای سی تمام و کمال کار شمارش را انجام می دهد یعنی بعد از این که ثانیه به ۵۹ رسید سپس ثانیه را ۰ کرده و به مقدار دقیقه یک واحد اضافه می کند تا آخر و میکرو فقط وظیفه خواندن مقدار از این ای سی و نمایش مقادیر بر روی ال سی دی را بر عهده دارد. در مداری که برای شما اماده کرده ایم فقط میکرو مقدار ثانیه و دقیقه و ساعت را از این ای سی می خواند و بر روی ال سی دی نشان می دهد و از بقیه امکانات ای سی استفاده نمی کند در این پروژه از یک ای سی Atmega8 -ال سی دی ۱۶*۲ – سه عدد کلید برای تنظیم – ای سی Ds1307 – کلید دوحالته استفاده شده است و زبان بر نامه نویس سی C می باشد.

شرح سخت افزار مدار:

در این راهنما بخشهای مختلف سخت افزاری مدار از جمله تغذیه مدار – بخش دریافت ولتاژ –مدار رله – مدار ساعت RTC و... توضیح داده خواهد شد، در این بخش به شماتیک اصلی مدار و نحوه طراحی آن خواهیم پرداخت، مدار بلوک به بلوک جدا شده و توضیح عملکرد هر بلوک آورده خواهد شد:

تغذیه اصلی دستگاه تشکیل شده از یک ترانس کاهنده 220 ولت به 12 ولت - یک پل یکسوساز - صافی خازنی و رگولاتور ولتاژ 5 ولتی 1- ترانس 220V to 12V – 300mA برای تبدیل برق شهر به ولتاژ پایین تر AC 2- پل دیود KB206 یک تراشه متشکل از 4 عدد دیود می باشد که میزان جران قابل تحمل آن 2 آمپر می باشد. شک زیر نمونه از این قطعه الکترونیک می باشد:

برای دیدن در ابعاد واقعی بر روی عکس کلیک کنید.

مدار راه اندازی رله 30 آمپری:

رله بکار رفته شده در مدار از نوع تک کنتاکت می باشد که با ولتاژ 12 ولت اعمالی به بوبین آن عمل می کند، برای سوئیچ کردن ولتاژ خروجی مدار در حالت نرمال بسته ورودی مدار AC/DC را به خروجی وصل می کند جهت کنترل وسایل متصل شده به خروجی خود. برای راه اندازی بوبین رله از یک عدد ترانزیستور NPN به شماره BC547 استفاده شده T1 مدار بایاس سوئیچنگ آن شامل دوعدد مقاومت R7و R6 می باشد که فعال بودن پورت PD6 میکرو درحالت 1 منطقی باعث روشن شدن ترانزیستور و درنهایت رله می شود، یک عدد LED1 جهت نمایش حالت فعال بودن کنتاکت رله بکار گرفته شده است. لازم بذکر است دیود D3 که دیود هرزگرد می باشد ولتاژ برگشتی از سلف بوبین رله را به سطح صفر می رساند تا ترانزیستور آسیب نبیند.

کلید های تنظیم مدار :

• کلیدSW2 برای تنظیمات SETTING : با فشردن آن بر روی LCD عبارت هر تنظیم نمایش داده خواهد شد ابتدا تایمر شروع مجدد کار مدار پس از وصل تغذیه مدار (تایمر تأخیر) مقدار آن برحسب ثانیه می باشد. بعد حد های ولتاژ پایین و بالا و در نهایت ذخیره البته اگر در هریک از فرایند ها کلید +Up یا –Down را فشار دهید دوباره کلید Setting را بزنید تنظیمات فرایند مورد نظر ذخیره می شود. پس این کلید هم کار انتخاب را انجام می دهد و هم ذخیره.
• کلیدSW3 برای تنظیمات TIMER : با فشردن آن بر روی LCD عبارت هر تنظیم تایمر خاموش / روشن و تنظیم ساعت RTC نمایش داده خواهد شد شرح آن با تصویر در ادامه آورده خواهد شد، و در نهایت ذخیره البته اگر در هریک از فرایند ها کلید +Up یا –Down را فشار دهید دوباره کلید Timer را بزنید تنظیمات فرایند مورد نظر ذخیره می شود. پس این کلید هم کار انتخاب را انجام می دهد و هم ذخیره.
• کلیدSW4 برای تنظیمات UP : در هر یک از فرایند های موردنظر با زدن این کلید مقدار کمیت زیاد می شود.
• کلیدSW5 برای تنظیمات DOWN : در هر یک از فرایند های موردنظر با زدن این کلید مقدار کمیت کم می شود

نحوه تنظیم نمودن پارامتر های مدار محافظ کنترل شونده:

برای تنظیم هر یک از فرآیندهای کنترل مدار مدنظر ابتدا باید کلیدی را فشورد که چارت کاکرد کلید های بکار رفته شده در مدار بصورت نمودار در شکل زیر آورده شده

همانطور که مشاهده می نمائید تنظیمات شامل کلید های بالا به ترتیب می باشد باز برای درک بهتر از تصویر حقیقی تنظیم هر فرایند به ترتیب زیر استفاده می کنیم در شکلهای زیر به پیغام های نمایش داده شده توجه داشته باشید:

تنظیم تایمر ورودی و حدهای ولتاژ:

تنظیم تایمر on/off و ساعت :

PCB طراحی توسط نرم افزار

توجه: اگر شما این پروژه را با زبانهای برنامه نویسی و یا اینکه تراشه های میکروکنترلری دیگری مورد نیاز داشته باشید، می توانید از طریق بخش سفارش پروژه اقدام نمایید.

برنامه C برای AVR

نکته: آموزش طراحی و برنامه نویسی تراشه میکروکنترلر AVR به زبان C و توضیح خط به خط برنامه به همراه پروژه برای شما ارسال خواهد شد نمونه ای از بخش های این فایل راهنما در شکل ها آورده شده است:

راهنمای کامل و گزارشکار آماده و تایپ شده در Microsoft Office Word

برای دیدن در ابعاد واقعی بر روی عکس کلیک کنید.

 

---

(( سفارش پروژه ))

برای سفارش این برنامه با همین شکل و اجزاء و یا تغییر برنامه مورد نظر به دلخواه خود می توانید از روش های زیر اقدام نمائید، کد سفارش پروژه را ارسال کنید:

هزینه طراحی: SMS-> 0911 831 50 58

کد سفارش پروژه: 103p76

سفارش پروژه >>> Project-esisis.com/Content

---

برای ارتباط با مدیر سایت از لینکهای زیر استفاده کنید

آدرس کانال سایت در تلگرام : www.telegram.me/Electronic_iran

آیدی جهت ارتباط در تلگرام: @Electronic_iran

 

---