Подключаем датчик открытия въездных ворот

[shemnik69]

Доброе время суток!!!!
Несколько дней, провожу ревизию и ввожу изменения в силовой шкаф своего УД, вот и решил что необходимо заменить модуль управления механикой ворот (а также другими устройствами (вентилятор, датчик освещенности, температурный и т.д.) который был выполнен на основе платы Ардуино (как основной элемент) на самостоятельный с необходимыми функциональными задачами.
Итак. Плата была разработана в программе Layout5 (6) ее можно взять в интернете. Сама плата в архиве.
Схема а также ее детали распишу отдельно ближайшее время после наладки и окончательных настроек. Скетч который пришит в МК отрабатывается на стандартной плате Ардуино и на ней же "прошивается".
Почему так?
Уже неоднократно указывалось на то что сама плата Ардуино (UNO. Nano и т.д) это прекрасный полигон для отработки а также прошивки и проверки в работе. Но завершенной конструкции по "моей" (прошу прощения за "авторство" ) концепции не получается. Именно поэтому многофункциональный модуль не всегда отвечает конкретным условиям.
Конечно данный вариант не все приемлют и не совсем это обязательно но почему бы так не делать.
Теперь по деталькам.
Плата, размер 100*100 мм. МК любой из серии Атмега 8-16-328, чем "выше", тем лучше поскольку свободное место в памяти всегда пригодиться, и в него можно прошить дополнительные функции. Выходные порты по сути стандартные как для Ардуино т.е цифровые и аналоговые. Но входах установлены оптроны для разделения цепей микроконтроллера о цепей управления кнопок и датчиков положения створы ворот а также датчиков движения которые фиксируют момент въезда/выезда автомобиля.
Датчики движения применены потому что сейчас с переводом времени приезжать уже темно и для удобства прожектора подсвечивают створу и площадку пред въездом. А поскольку система открывает створу заранее то несколько не оптимально включать одновременно и свет.
Скетч в основе я взял тот что выложил Сергей. Он доработан немного под особенности платы (наличие 2 х реле которые напрямую управляют автоматикой ворот (так называемая "низовая" автоматика привода) но также прекрасно работает на обычной плате например Uno, т.е проблемы с отладкой нет.
Сама же плата взаимодействует с сервером (на данный момент это Аtom 525-4Gb) через Com (1-2) порты поскольку она будет размещена внутри главного щита и в непосредственной близости от материнской платы. Использование USB (8 шт) возможно, и наверное даже более модное.. но приобрести быстро преобразователь USB/USART (микросхему) мне так сразу не удалось ( только заказ) а ждать....
Да и потом, использование COM, проще и на плате он присутствует. Кроме того у меня в работе преобразователь USB/rs485 поэтому изменить плату под данный протокол дело нескольких минут. С самим же USB тоже не все так гладко... поскольку например "достучаться" до внешнего MK через Com 1-2 мне оказалось намного проще.
Ближайшее 1-2 дня постараюсь приложить всю полную информацию, а также фото готового изделия и его "работу"...
С Уважением!

[shemnik69]

Устройство собрано.
Детали
Микроконтроллер Armega 8A-168-328. Прошивается bootloader для работы с IDE Arluino. Если использовать Авторский скетч Сергея то он умещается в Atmega 8A ну и т.д. Распиновка выводов, стандартная как для плат Ардуино.
Кварц ...тут есть нюанс! 8 Мгц и 16 Мгц... особенность см. в IDE Arduino.
Но по большому счету для тех приложений которые используются 8 Мгц... даже много.
Оптроны рекомендую TLP 521-2 есть и 4 в одном корпусе. но тогда не совсем удобный монтаж. Разъемы можно любые поскольку токи малые важны именно качество контактов и наверное некая эстетичность.
Наличие нескольких "лишних" диодов оправданно тем что на плате присутствуют 2 реле которые могут порождать импульсы по шинам питания и которые могут "сбивать" нормальную работу МК.
Как уже указывал выше, связь с материнской платой через COM. Помимо простоты это также даст возможность удаленной прошивки микроконтроллера т.е если например на самом сервере с MD стоит IDE Arduino то система воспримет данную плату как плату ардуино. И пользуясь стандартной процедурой прошивки можно например оперативно "переполошить" скетч под новые "правила". Либо его вставить в стандартную плату Arduino и сделать тоже самое (но я думаю всем понравится первый способ) ...
Идем дальше... можно видоизменить плату и вместо конвертера USART/RS232 установить USART/RS485 и получить псевдо аналог USB только L-1200 Max...
Реле нужны не всем поэтому их можно и не ставить. а поскольку данная плата в первую очередь планируется как "железный" блок начального уровня то он примет на себя все возможные удары как от датчиков так и прочие опасности... ппоэтому у него и такое исполнение.
Никто не возражает против функционального аналога на готовых деталях/платах ...но немного это не то... в тоже время данная конструкция ни в коем случае не навязывается как "оптима", это просто один из вариантов исполнения платы опроса контактных датчиков и аналоговых сигналов (освещенность, напряжение, ток, влажность и тп). .

[shemnik69]

Вот схема и ее макет для моделирования и отладки скетча средствами Proteus.
Модель можно загрузить в Протеус (7) в симулятор загрузить скетч (NEX) и в живую поиграть со схемой, причем сам симулятор поддерживает и "Живые порты" т.е сигналы как бы отправляются в " железо"...

[shemnik69]

Итак!
Плата работает, скетч (пробный для Atmega8) в архиве.
При программирование обращаю Внимание что в стандартной IDE может отсутствовать МК Atmega8 (ее нужно добавить).
В принципе скетч будет работать и на 168 и тем более 328 Мегах т.е для пробы можно использовать любую.
К сожалению в Меге 8 скетч уместится в "впритык" т.е использовать пока другие свободные порты нельзя.
Тут нет проблемы, достаточно прошить в 328 или воспользоваться другой системой прошивки, но тогда нужна система с отладкой. сейчас пишу код и моделирую его в FlovCode V5 AVR, еще нужно будет подработать стандартную Arduino для прошивки микроконтроллеров но это чуть позже.
В данный момент, проверяю как работает данная плата с MajorDomo.(система На WIN) как видно. данные поступают на COM 1 (на плате сервера).
Для проверки была испробована программа которую предложил Сергей.

Реле на плате, (2 шт) управляются посылкой строки "в плату" RelayOpenON(OFF) и RelayCloseON(OFF) т.е либо включить либо выключить.
Низовая автоматика, двигателя привода, имеет защиту от "дурака" т.е автоблокировка цепей на релеи, поэтому в схеме и скетче нет логического блока анализа стояния реле поэтому вкл и выкл от команды сервера ( ну и кнопки и брелоки тоже). А вот текущее состояние створы МД понимает из сигналов от датчиков положения, следовательно все информационные сигналы зависимы.
При сбросе (по питанию) реле откл. На самой плате тоже есть схемная автоблокировка т.е при возможном "глюк МК" и двойном срабатывании обеих реле контакты само-раз блокируются и ничего страшного не произойдет ..
С Уважением!

[shemnik69]

После установки и испытания внёс изменение в скетч.
Низовая автоматика не требует постоянного удержания реле, а средствами MD данную процедуру отрабатывать не следует (теряется распределение по функциям) поэтому тработка делаеттся в плате контроллера. Назвать его Ардуино как то не хочется но по сути это оно ...
Теперь управление реле это посылка команд 81 или 91 т.е 8 (9) это ножка Pin f 1 'это активное состояние.

[shemnik69]

Тема была-бы не завершенной если не указать вариант схемы "низовой автоматики". т.е те элементы которые сами по себе не являются активными или содержащие активные логические элементы (микросхемы, микроконтроллеры и т.п.) но сочетание данных элементов образуют логические цепи имеющие несколько положений.
Почему так?
Не буду подробно расписывать. но понятно что если например мы нажали выключатель то свет (или другой прибор) должен работать (либо отключиться) в простом выключателе это механический элемент (перекидная планка), в электронных это сама схема.
И там и там одинаковая задача решается но на разных компонентах и деталях.
Теперь про привод. Силовой привод (не важно ворот, шторы, подъемник или еще что либо) т.е двигатель который в сочетании с редуктором образует блок механическое усилие которого должно быть ограничено в крайних положениях средствами низовой автоматики.
Например створу ворот можно и просто закрыть руками ... не вариант. Можно ждать и смотреть пока привод ее закроет и самому выключить... вариант ... ?
А можно просто кнопка открыть закрыть стоп. Классическая схема проверенная годами эксплуатации и гарантия надежности. Добавим в нее концевые элементы и все автоматические ворота готовы.

Такая схема гарантирует 100% работу (при наличии 220 V) хоть с сервера, брелков, кнопок ... не зависимо.

Детали 2 реле на 24 в. с 2 парами замыкающихся (переключаемых) контактов на напряжение 220 и. и ток 3-5 А. (по мощности двигателя). Кнопочная станция (пост на 3 кнопки) любой вариант который только Вам приглянулся для реверсивного управления.
двигателями .
В моем варианте двигатель на 220 в с двумя обмотками и пусковым конденсатором. Его мощность 120 вт . в сочетании с редуктором HK-47, на валу примерное усилие == 450-500 кГ.
Т.е это уже серьезный агрегат который может не только машину повредить но и травмировать...
Концевики - стандартные от пром автоматики, можно например лифтовые или от пром лебедок, но обязательно закрытого исполнения (для улицы).
В остальном данная схема полностью автономна и независима и с УД взаимодействует через ранее описанную плату.
Рисунок схемы в архиве (Splan7).
Будут вопросы отвечу. Обращаю внимание что данная схема ориентированна как на промышленные приводы, так и те которые используются нестандартно.
С Уважением!

[shemnik69]

Ну и вот так это получилось... работу еще не завершил ..(примерно 40%) ..из того что запланировано.
На торчащие провода не смотрите..пожалуйста... еще ведется работа.
Контроллер освещения установлен но МК отдал на прошивку через программатор поэтому пока он не подключен.

[vova5049]

Скажите, пожалуйста, shemnik69, а с какой целью у Вас гальванически связаны 220 и 24 вольта ?

[shemnik69]

Вы про схему "низовой" автоматики управления двигателем?
По порядку почему так:
1. Сами детали привода и корпус и редуктор металлические и по правилам безопасности имеют ( и должны так быть выполнены) электрическое присоединение с заземляющим устройством. Т.е это, металлические конструкции забор (столбы и пр), а сами ворота имеют заглубленный 1.7 м. фундамент (для тележек) с элементами металла (арматура).
2. У меня в доме 3-ф питание, соответственно! в главном силовом щите тоже есть присоединение к "заземлению" и одновременно в той же точке и зануление, т.е 0 сети (от линии) электрически соединен с корпусом щита и шиной (проводником) заземления.
3. Цепи питания 24 в. Тут как такового условия нет, поскольку здесь постоянный ток (он же и для аварийного преобразователя питания котла 24/220 в) т.е связь как никак, а есть) и на заземленном корпусе правильнее должен быть + (так меньше коррозии) но поскольку имеется общий проводник и он гарантированного сечения (это металлическая шина сваркой связанная как с конструкциями ворота/заборы и т.д так и с металлическими деталями дома (это арматурный каркас) т.е это металлическая конструкция то его допустимо использовать. Кроме того в многофазной сети это обязательно.

Отчасти, данная связь существует только по сути в 1 точке т.е в центральном блоке (блок питания 220/24 в. имеет присоединение (минус питания к корпусу силового шкафа) и как таковая связь не порождает уравнительных токов, по тому что это все-таки это разделенные контуры т.е питание двигателя (основные цепи) само по себе, а питание реле (проводники) само по себе. И потом на фото видны эти реле.

НО . Вы правы! что в идеале, правильнее будет такую связь разорвать и питание 24 в. (т.е ответный провод) выполнить отдельным проводом.

[shemnik69]

Вопрос к знающим PHP людям. Прошу Вашей подсказки.
Итак:
Для удобства,и оперативного управления с планшета или смартфона домашними, ввел в меню управления ворот "выбор времени" ..но как выставить реакцию совпадения по времени (Alarm) привязать к исполнению скажем скрипта OpenGate или статуса Active не найду вариант. Просмотрел "коннекты". похожего варианта нет ни у кого.
Скрины прилагаю.