Rekomendasi tersebut dimaksudkan untuk menyelamatkan dan melindungi apartemen (rumah, dll.) Dari masalah umum hingga kerusakan serius pada diri sendiri dan orang lain. Beberapa orang, meninggalkan mereka takut akan masalah, meninggalkan mematikan mesin otomatis di dashboard dan menutup keran air pemasukan air, pelaksanaan manual proses ini dengan sendirinya sangat tidak nyaman, sehubungan dengan ini, saya memutuskan untuk membuat sistem anggaran yang menangani otomatisasi proses ini, dan juga menambahkan sedikit fungsionalitas. Apa yang terjadi dengan ini dan seberapa baik - Anda dapat membacanya di bawah potongan.
Pertama-tama, saya akan mengatakan bahwa dalam kasus saya, saya akan menjelaskan sistem untuk digunakan di apartemen, tetapi pada prinsipnya itu juga akan cocok untuk rumah pedesaan, dan opsional di kamar lain.
Konsep pertama dari solusi terlihat seperti ini: di pintu keluar dari apartemen, mengatur tombol ketika ditekan, elektronik apartemen beralih ke salah satu mode operasi: mode aman (di panel semua konsumen dimatikan, katup air ditutup) dan operasi normal (semua menyala dan katup terbuka). Pertanyaan segera muncul, jika Anda pergi selama sebulan, maka semuanya jelas dipotong dan pergi, dan jika Anda perlu meninggalkan apartemen, bekerja dan perjalanan satu hari lainnya dengan aman untuk waktu yang singkat, ternyata lebih baik tidak mematikan kulkas (dan perangkat lain yang juga disarankan untuk tidak mematikan) khususnya, peralatan yang akan dihidupkan oleh tombol kembali). Akibatnya, setelah refleksi, saya sampai pada kesimpulan bahwa itu benar untuk melakukannya: mengubah mode operasi dari safe ke "standby", dan memanggil mode operasi normal "main". Dan "membagi" kabel di apartemen ke dalam kategori: 220 volt utama, siaga 220 volt.
Algoritma kerja adalah sebagai berikut: mode "utama" adalah semua termasuk, mode "siaga" hanya pekerjaan konsumen yang diperlukan (untuk singkatnya, kulkas). Perlu untuk meninggalkan selama sebulan atau untuk sepenuhnya aman, tutup air, memotong mesin otomatis pusat. Jika perawatan harian, tekan tombol, otomatisasi akan menutup katup, dan memotong mesin yang diperlukan, meninggalkan kulkas menyala. Setibanya di sana, saya menekan tombol, otomatisasi menyalakan semuanya dan membuka katup pasokan air.
Berdasarkan algoritma yang diadopsi, saya memutuskan untuk membuat unit yang terletak di panel, yang memotong fase yang bertanggung jawab untuk peralatan yang tidak termasuk dalam kategori lemari es, dan unit yang bertanggung jawab untuk menghidupkan dan mematikan katup pasokan air.
Di sini saya ingin mundur sedikit dari topik dan memberi tahu mengapa 2 blok dipilih, dan bukan satu yang umum.Sehubungan dengan pengalaman yang diperoleh selama pengembangan perangkat, saya sampai pada hal berikut: setiap blok harus bertanggung jawab untuk tugas tertentu, semakin sederhana tugas ini, semakin sederhana blok (secara alami, bukan tanpa ekses). Semakin sederhana blok, semakin sedikit masalah yang dimilikinya - karena tingkat abstraksi dari blok lain. Mereka juga dibuat agar mereka dapat bekerja secara terpisah satu sama lain.
Blok menggunakan modul standar yang mudah dibeli dan diganti. Sekali lagi, dengan kontrol standar, Anda dapat menempatkan unit lain yang lebih andal, lebih baik, atau lebih fungsional. Unit kontrol didasarkan dan diketik untuk Arduino nano, saya percaya bahwa modul pengontrol ini cukup untuk mengontrol unit dengan margin.
Saya akan kembali ke masalah kekuasaan dan perkabelan. Untuk menyalakan unit saya menggunakan 12 volt konstan.
Di sini, saya juga ingin mengklarifikasi bahwa saya menggunakan visi saya tentang masalah ini: sekarang sudah ada cukup banyak konsumen dari 12 dan lebih sedikit volt mulai dari strip lampu LED dan logis untuk menggunakan tegangan ini untuk konsumen tegangan rendah di apartemen, selain itu, secara umum, ini adalah tegangan yang lebih aman .Selanjutnya saya menunjukkan tegangan nominal 12 volt, pada kenyataannya, akan ada tegangan sekitar 13-14 volt pada output dari catu daya sehingga akan ada margin untuk penurunan tegangan pada kabel dan 12 V akan menjangkau konsumen dengan toleransi kecil. Akibatnya, diagram kabel umum di apartemen menurut saya harus seperti ini:
Secara alami, mungkin ada lebih banyak mesin dengan soket, dan mungkin ada lebih dari satu unit catu daya 12 volt dengan mesin mereka sendiri (mungkin ada opsi untuk memuat atau membuat cadangan beberapa sistem - Anda dapat menulis artikel terpisah tentang ini).
Unit Manajemen Daya (BUE)
Unit ini mengendalikan 3 sumber catu daya, 2 relai elektromekanis terletak di papan utama, dan 1 relai keadaan padat terhubung di luar unit. Papan utama unit ini tidak universal dan dikembangkan khusus untuk unit ini, saya tidak dapat mengambilnya bahwa opsi yang ideal telah keluar - ini lebih merupakan ujian dari apa yang akan datang darinya. Relai elektromekanis mengambil maksimum 16 ampere.
Saya tahu banyak pendukung yang terkait dengan relay dengan ketidakpercayaan yang besar - bahkan di sini saya tidak percaya pada figur ini. Dalam arah perlindungan penggunaan, saya akan mengatakan bahwa peralihan tidak akan sering terjadi dan tidak direncanakan untuk bekerja secara normal di bawah beban maksimum, secara umum saya akan membagi beban dengan arus listrik yang lebih kecil, mis. lebih banyak mesin dengan ampere yang lebih sedikit, tetapi semuanya tergantung pada kabel di apartemen. Saya akan melihat apa yang akan terjadi selama operasi, maka jika perlu saya sudah akan menerima beberapa inovasi. Diimplementasikan di blok inklusi bertahap dari beban yaitu masing-masing dari 3 relay menyala pada interval waktu tertentu, yang menurut saya memiliki efek positif pada pasokan listrik di apartemen. Pada housing tombol terdapat indikator (LED) yang menunjukkan mode blok saat ini dan kondisi peringatan / alarm. LED dua warna tunggal digunakan untuk menunjukkan mode. Hijau adalah yang utama, merah adalah petugas. Selama transisi dari satu mode ke mode lainnya, indikator akan berkedip dalam warna ke mode transisi yang sedang dibuat. Pada penutup atas unit terdapat indikasi adanya tegangan setelah relai (LED putih), juga indikasi mode operasi ditampilkan pada penutup - tetapi memutuskan untuk tidak menyalakannya karena ada tombol dengan indikasi mode saat ini, dan unit akan berdiri di perisai, dan di sana indikasi mode tidak terlalu relevan. Pengontrol unit juga menerima informasi tentang keberadaan tegangan dan menganalisis kondisi ini, jika relai mati tetapi tegangan masih ada (relai macet), indikasi peringatan akan muncul - LED yang sering berkedip (bundar) di rumah tombol. Berhasil, case “Siemens” berada di bawah din rail, sepertinya dari controller untuk ventilasi, tetapi saya masih harus memodifikasinya sedikit.
Unit kontrol untuk katup pasokan air (BUPV)
Unit ini mengontrol 2 katup bola bermotor (dibeli dengan harga Ali, harga 1 pc ~ 900 rubel). Kedua katup untuk air panas dan dingin adalah sama. Ball valve dikontrol melalui 2 kabel 220V + nol, Anda memberi makan satu kawat 220 - itu menutup katup, menerapkannya ke yang lain - itu membuka katup. Motor kontrol berputar hanya satu arah, mis. tidak menutup sepenuhnya tidak mungkin untuk memulai pembukaan. Di dalam tubuh katup ada microswitch dan setelah selesai proses penutupan atau pembukaan, secara otomatis mengurangi tegangan dari motor.
Algoritme operasi untuk unit ini: terima perintah kontrol, tutup katup atau buka katup. Modul ini memiliki 2 mode kontrol otomatis dan manual. Dalam mode otomatis, perintah hanya diterima dari unit kontrol daya. Dalam mode manual, perintah dieksekusi dari tombol pada penutup unit kontrol pasokan air, sedangkan perintah dari unit kontrol pasokan tegangan diabaikan. Blok ini memiliki mode buka dan tutup. Ada 3 LED di sampul unit, 2 di antaranya hanya menunjukkan di mana mode saat unit berada (hijau - katup terbuka, merah - katup ditutup), serta di BUE selama proses transisi, LED berkedip ke mode mana unit berjalan, sekitar 3 Saya akan memberi tahu Anda tentang LED ini di bawah ini. Unit ini dipasang di dekat katup dengan akses ke indikasi dan kontrol.
Ketika menerapkan blok, saya sampai pada kesimpulan bahwa ada kategori tertentu dari perangkat yang telah beroperasi cukup lama dan tidak disarankan untuk memutuskan sambungan mereka dari jaringan "sekarang" - perangkat tersebut termasuk mesin cuci, mesin pencuci piring (kemungkinan besar kategori ini dapat dimasukkan beberapa perangkat lain, tetapi saya akan memberikan contoh yang relevan bagi saya dengan mesin cuci). Terkadang ternyata pencucian dimulai dan jika Anda mematikan listrik, prosesnya akan tetap tidak lengkap dan rusak, jadi saya memutuskan untuk menerapkan algoritma tambahan untuk bekerja dengan mesin cuci.
Algoritma untuk bekerja dengan mesin cuci: Selama proses pencucian dari mesin cuci, sinyal dikirim ke unit kontrol pasokan air bahwa proses pencucian sedang berlangsung. Unit menganalisis sinyal ini jika sedang mencuci dan tiba-tiba memutuskan untuk menempatkan unit dalam mode siaga, unit tidak menutup katup pasokan air dingin (katup air panas akan ditutup). Jika sinyal “pencucian sedang berlangsung” (pencucian selesai) menghilang dalam mode siaga - unit akan menutup katup air dingin. Proses sebaliknya tidak akan terjadi (yaitu, jika unit sudah dalam mode siaga dan katup ditutup, ketika sinyal "mencuci" muncul, katup tidak akan terbuka).
Saya akan kembali ke LED ke-3 pada penutup blok - ini menunjukkan status apakah pencucian sedang berlangsung pada waktu tertentu.
Realisasi menerima sinyal kontrol dari mesin cuci.Alih-alih kata pengantar: pada kenyataannya, saya terkejut bahwa peralatan rumah tangga (sederhana, tidak khusus) tidak memiliki kontak listrik yang paling sederhana (tertutup-terbuka) berbicara tentang keadaan saat ini - bahkan jika proses sedang berjalan atau tidak digunakan, itu akan sangat menyederhanakan proses otomatisasi, dan kemudian tidak perlu pagar taman untuk menerima informasi seperti itu secara elektrik. Saya percaya bahwa ini akan menjadi nilai tambah tambahan untuk fungsionalitas peralatan rumah tangga, dengan biaya minimal dari produsen.
Jadi, Anda perlu mendapatkan sinyal dari mesin cuci bahwa proses pencucian sedang berlangsung. Setelah melihat forum untuk solusi apa pun untuk masalah ini dan mengamati proses memulai dan mengakhiri pencucian, saya juga melihat sirkuit dan menemukan bahwa lebih dari setengah mesin cuci sederhana dari produsen yang berbeda bekerja pada jenis papan sirkuit standar dan algoritma untuk pekerjaan mereka plus atau minus adalah sama. Saya sampai pada kesimpulan bahwa opsi yang paling cocok adalah kunci kunci palka untuk memuat cucian. Pada awal pencucian, kuncinya menutup lubang pemuatan muatan, dan pada akhir pencucian membuka kuncinya. Skema kunci semacam itu didistribusikan dengan baik dan sama pada kebanyakan mesin cuci.
Pengoperasian kunci: ketika 220 volt dipasok ke sana (kontak 1 dan 3), itu mengunci pintu; jika tegangan dilepas, ia berhenti menghalangi itu. Solusi saya adalah menggunakan relai dengan tegangan suplai koil 220V yang terhubung secara paralel dengan kunci palka - ini seharusnya tidak merusak mesin cuci, hanya mesin cuci akan mengkonsumsi sedikit lebih banyak arus saat mencuci (jumlah arus yang dikonsumsi koil relay). Karena Karena mesin cuci saya sudah cukup tua dan tidak ada jaminan untuk waktu yang lama, maka opsi ini cukup cocok untuk saya. Mungkin masih ada opsi yang lebih menarik untuk menerima informasi secara elektrik bahwa mesin cuci sedang mencuci, saya akan senang mengetahui tentang mereka.
Organisasi komunikasi antar blok
Saya akan memberikan diagram umum tentang interaksi listrik antara balok dan pengikatnya
Komunikasi antar blok dilakukan melalui antarmuka perangkat keras RS-485, dengan protokol perangkat lunak SRDB2, yang saya jelaskan sebelumnya dalam
artikel saya . Dalam kasus saya, BUE adalah pemimpin dan mengirimkan salah satu perintah (buka katup, tutup katup, berikan statusnya saat ini), BELV selalu merespons dengan keadaan saat ini.
Algoritma untuk bekerja bersama: Ketika Anda menekan tombol kontrol dari unit kontrol untuk beralih ke mode siaga, unit kontrol mengirimkan perintah ke unit kontrol tertutup; BUPV melihat kondisi pencucian saat ini, jika tidak ada pencucian, BUPV mulai menutup kedua katup pasokan air, secara bersamaan menanggapi BUE yang ditutup, jika pencucian sedang berlangsung, hanya katup air panas yang menutup, juga menginformasikan BUE tentang keadaan ini. Setelah menutup katup, BUPV melaporkan bahwa katup telah berhasil ditutup. BUE melihat dari jawaban bahwa katup telah berhasil ditutup, dan jika pencucian tidak terjadi, itu mengurangi tegangan yang memasok mesin cuci dan katup. Jika mencuci, maka tegangan dari mesin cuci tidak dihapus. Terus-menerus survei status BUPV saat ini. Hanya setelah menerima status "mencuci selesai" (status ini dikeluarkan oleh BUPW setelah mencuci selesai dan katup air panas ditutup) apakah BUE menghapus tegangan yang memasok mesin cuci dan katup. Setelah transisi ke "mode utama", BUE mengirimkan perintah untuk "membuka katup" dan menerapkan tegangan ke relay pada interval waktu, termasuk mereka pada gilirannya.
Kontrol katup pasokan air diatur berdasarkan relai switching. Ini memiliki keadaan kontak yang biasanya tertutup untuk keadaan "katup terbuka". Jika Anda menerapkan voltase ke mesin cuci (relai "mesin cuci") dan jangan berikan voltase ke relai yang bertanggung jawab untuk mengendalikan katup, katup akan terbuka - ini diperlukan jika terjadi peralihan dari keadaan "siaga" ke keadaan "utama". Ketika beralih dari mode "utama" ke mode "siaga" tanpa melepaskan tegangan dari mesin cuci, perlu untuk menerapkan tegangan ke relai kontrol katup, sehingga memulai proses penutupan katup. Dalam hal ini, katup akan menutup atau dalam keadaan tertutup sementara sinyal kontrol dikirim ke kedua relay (relai suplai tegangan ke mesin cuci dan relai tegangan untuk mengontrol katup), karena setelah katup menutup, tegangan dari relai "cuci" dilepas, status relai kontrol katup tidak lagi penting (setelah beberapa waktu setelah beralih ke mode siaga, saya melepaskan tegangan dari relai kontrol katup, dengan demikian mempersiapkannya untuk menunggu transisi ke keadaan katup terbuka). Ini memastikan beban minimum pada relai kontrol katup.
Karya blok otonom
Berdasarkan pengalaman saya dalam mengoperasikan otomatisasi, saya akan mengatakan bahwa tidak mungkin untuk memperhitungkan semua nuansa dalam pengembangan otomasi, jadi saya pikir itu benar untuk memperkenalkan kontrol manual atau otonom dari unit - karena ini akan memfasilitasi beberapa momen interaksi dengannya dalam situasi yang tidak biasa. Sakelar mode otomatis dan manual terletak di sampul BUPV. Bekerja dengan interaksi otomatis dijelaskan di atas. Dalam operasi manual, BELV mengabaikan perintah dari BUE. Di sampul ada tombol untuk beralih ke mode untuk membuka semua katup dan menutup semua katup. Dalam hal kontrol manual BUPV, pembacaan "pencucian" diabaikan. Ini dilakukan khusus untuk mematikan katup secara darurat, mis. jika selama operasi dalam mode utama mesin cuci beroperasi dan pipa rusak, maka untuk mematikan air dengan cepat, perlu untuk mengatur unit ke kontrol manual dan dengan menekan tombol memasukkannya ke dalam mode, semua katup ditutup. Ketika BUPV dalam mode manual, BUE tidak menganalisis data yang berasal dari BUPV, tetapi menjalankan fungsi langsung ketika dialihkan ke mode tugas, BUE mematikan segalanya.
Dapat dipahami bahwa dalam mode manual, seseorang secara independen bertanggung jawab atas cara mengontrol perangkat dengan benar dan lebih baik, pada saat yang sama, kerusakan sinyal "cuci" palsu adalah "tumpang tindih".
Pemadaman listrik darurat yang tidak terjadwal
Kedua blok merekam status mereka dalam memori non-volatile, jika ada pemadaman listrik di apartemen, dan setelah pasokannya, blok akan kembali ke keadaan sebelum shutdown. Pengecualian adalah keadaan saat pencucian sedang berlangsung. ketika ada pemadaman listrik, kemungkinan besar proses ini rusak, kemudian blok-blok yang menutup katup masuk ke mode siaga, sedangkan LED pada proses mencuci yang tidak lengkap berkedip pada tombol untuk mengubah mode BUE. Indikasi proses pencucian yang tidak lengkap dihilangkan dengan menekan tombol untuk mengubah mode BUE.
P.S. setelah pengembangan dan awal operasi, semuanya berjalan seperti yang dimaksudkan, tetapi idenya telah muncul bagaimana membuat blok lebih baik, yaitu untuk meninggalkan katup 220 volt dan beralih ke 12 volt - untuk menghapus 220 volt dari BUPV secara umum, menambah jumlah relay di BUE dan membawa mereka ke luar kasing - menjadikannya juga cepat diganti - (tapi itu cerita lain. Secara keseluruhan, pendapat orang tentang pengembangan ini menarik (akan Anda taruh di rumah) - Saya mengerti bahwa saya belum menemukan sesuatu yang baru, saya yakin bahwa kantor berurusan dengan rumah pintar dengan mudah
mereka akan mengusulkan ini, saya baru saja mendekati pertanyaan di sisi anggaran dari otomatisasi proses semacam itu. Saya tidak melihat banyak gunanya menyediakan kode program untuk blok - fungsi blok itu sendiri sederhana: menerima / mengirim data melalui Serial, menghidupkan / mematikan LED / relay, mencari tahu keadaan tombol - ini ada di setiap situs kedua di Arduino. Jika seseorang memiliki keinginan untuk membuat perangkat yang sama persis, ada email saya di kontak, saya dapat mengirim kode program blok dan menjelaskan secara lebih rinci bagaimana, apa dan mengapa. Perkiraan harga pengembangan keluar pada 4-5 ribu rubel, ini tanpa mengevaluasi papan yang dibuat sendiri dan "hal-hal tak ternilai" lainnya.P.P.
Tautan ke video perangkat.