PICAXE 08M2, PRŮTOKOMĚR A DARLING

Vágner Vlastimil

Přípravek umožňuje využít mikroprocesor PICAXE 08M2 s průtokoměrem YF-S201 nebo s průtokoměry FS400A, FS300A na ovládání spínání čerpadla vody DARLING nebo doplňování vody do nádrže kdy při úniku vody ze sacího potrubí (vadný sací koš a podobně) blokuje spuštění čerpadla. Pro nahrání, úpravu programu, oživení, nebo kontrolu množství průtoku vody je využit počítač PC který se k přípravku připojuje na sériový port COM nebo pomocí redukce USB/COM. Přípravek sám při provozu nevyužívá připojení k PC pracuje samostatně a stav je signalizován led diodami, přípravek může posloužit pro inspiraci při vlastních pokusech. Tento přípravek umožňuje využít PICAXE 08M2 k dalšímu z pokusů které jsou popsány v [1].

Použití a funkce přípravku

Přípravek je použit hlavně na hlídání ztráty vody v sacím potrubí (sací koš propouští vodu, nízké hladině vody ve studni) nebo jiné poruše kdy by čerpadlo běželo naprázdno a došlo by k jeho zničení Přípravek využívá vlastnosti uvedených průtokoměrů tím že načítá příkazem „PICAXE 08M2 COUNT“ impulsy na výstupu průtokoměru které jsou poté vyhodnoceny programem. Pokud je po zapnutí tlakovým nebo hladinovým spínačem frekvence impulsů menší (ucpaný sací koš, vyčerpání vody ze zdroje, únik vody kolem ucpávky, prasklé potrubí před průtokoměrem apod.) než je v programu zadaná minimální hodnota frekvence impulsů načtená průtokoměrem je okamžitě programově vypnuto relé jehož kontakty spínají cívku stykače a tím je vypnut motor čerpadla. Dále je programově hlídán pokles impulsů z průtokoměru při běhu čerpadla a pokud dojde k poklesu frekvence impulsů pod nastavenou hodnotu je opět vypnut stykač čerpadla, stejně tak je programově hlídáno i vypnutí kontaktů tlakového, hladinového spínače během chodu a pokud dojde k jejich rozepnutí je okamžitě vypnut stykač motoru čerpadla. Parametr který se v programu zadává je načtená spodní hranice frekvence impulsů z průtokoměru, v našem případě je zadaná hodnota 45 což je přepočtem minimální průtok 6L /minutu. Přiklad : vypočítaný průtok z frekvence impulsů (225Hz) co naměříme programem průtokoměr.exe a programem test.bas nahraným do PICAXE je 30L / minutu, pokud zadáme výpočtem hodnotu (frekvenci 195Hz) která odpovídá hodnotě průtoku 26L / minutu bude program hlídat chod čerpadla a pokud klesne pod hodnotu 195Hz (26L / minutu) dojde k vypnutí motoru čerpadla.

POPIS PŘÍPRAVKU

Přípravek zapojený dle schéma na Obr.č.01 umožňuje ovládání čerpadla a v případě potřeba měření průtoku vody průtokoměrem YF-S201 na PC a na Obr.č.02 umožňuje ovládání čerpadla a v případě potřeby měření průtoku vody průtokoměrem FS400A nebo FS300A na PC. Přípravek je společně s průtokoměrem napájen napětím 5V DC toto napětí je ze síťového zdroje 230AC / 9VDC stabilizováno IO 7805, (schéma zapojení stabilizace s IO 7805 je dle továrního zapojení vstup a výstup IO 7805 je proti rozkmitání blokován keramickými kondenzátory 100nF). Přípravek jak podle Obr.č.01 nebo Obr.č.02 je osazený JUMPEREM JP1 kterým se propojuje programovací vstup mikroprocesoru PICAXE 08M2 označený „PIN2“. Při programování mikroprocesoru se propojí vstupy na JP1 č.1 a 2 což umožní nahrání a úpravu programu v programovacím editoru do mikroprocesoru z PC, po naprogramování se přepojí propojka na JP1 na pozice 2 a 3, PIN2 je pak trvale připojený přes rezistory 22K a 10K na záporný napájecí pól (-). Dále je v obou variantách osazený konektor pro připojení napájení průtokoměrů, signálu z průtokoměru který je připojený na vstup mikroprocesoru označený PIN3, svorkovnice pro připojení GND a vstupu RXD PC v případě potřeby pro snímání naměřených dat z průtokoměru. Svorkovnice pro připojení vodičů z kontaktů relé RE1 které připojují vstupní signál +5V DC na vstup PIN4 (signál tlakový, hladinový spínač sepnut, rozepnut) cívka relé RE1 je ovládána z tlakového nebo hladinového spínače doplňování vody, cívka relé RE1 musí být na 230VAC. Signalizace rozepnutí kontaktů tlakového, hladinového spínače je signalizována trvalým svitem červené led diody, která po sepnutí kontaktů tlakového, hladinového spínače zhasne. v případě že po sepnutí kontaktů tlakového, hladinového spínače dojde k poruše např. (ztráta vody v sacím potrubí, výpadek čerpadla) tato led dioda bliká ve dvouvteřinových intervalech led dioda je ovládána tranzistorem jehož báze je připojena přes rezistor na pin označený PIN1. Na desce je dále osazeno relé RE2 jehož kontakty spínají napájecí napětí 230VAC pro cívku stykače čerpadla Cívka relé RE2 je na napětí 5VDC a je ovládána tranzistorem jehož báze je připojena přes rezistor na pin označený PIN2 sepnutí relé je signalizováno zelenou led diodou. Přípravek je pro jednoduchost zapojení vyroben na univerzální vrtané destičce, pro mikroprocesor je použita patice pro snadnou výměnu a použití mikroprocesoru v jiné aplikaci. Přípravek je osazen i s vnějšími ovládacími prvky v elektrikářské plastové krabici kde jsou osazeny další nezbytné elektropřístroje (svorkovnice, kabelové průchodky atd.), celková výroba, úprava stávajícího elektro zapojení motoru čerpadla a provedení je čistě individuální věc a není součástí tohoto článku. POKUD DOJDE K PORUŠE A ČERVENÁ LED DIODA BLIKÁ PO ODSTRANĚNÍ ZÁVADY JE NUTNÉ VYPNOUT A POTÉ ZNOVU ZAPNOUT NAPÁJENÍ PŘÍPRAVKU TZV.“RESET PŘÍPRAVKU“.

Použité průtokoměry

Použitý průtokoměr YF-S201 je možno osadit do potrubí které je G1/2“, má možnost měření počtu impulsů jako vodoměr pak je počet impulsů na litr 450, nebo může měřit průtok kdy se zvětšujícím průtokem se zvyšuje i frekvence která je pak měřena a přepočítána na množství průtoku v litrech dle zadaného vzorce kde se musí zadat konstanta 7.5. Vzorec na výpočet množství průtoku v litrech je podle výrobce : naměřená frekvence / konstantou a výsledek je pak průtok v litrech 225Hz / 7.5 = 30L / minutu. Pro kontrolu při testování je možné vypočítat velikost frekvence která odpovídá průtoku v litrech podle vzorce zadaný počet litrů * konstanta výsledek je pak hodnota frekvence 30L * 7.5 = 225Hz, maximální průtok který je průtokoměr YF-S201 schopen měřit je 1 až 30L /minutu.

Průtokoměr FS300A je možno osadit do potrubí které je G3/4“, průtokoměr měří průtok kdy se zvětšujícím průtokem se zvyšuje i frekvence která je pak měřena a přepočítána na množství průtoku v litrech dle zadaného vzorce kde se musí zadat konstanta 5.5. Vzorec na výpočet množství průtoku v litrech je podle výrobce naměřená frekvence / konstantou a výsledek je pak průtok v litrech 330 / 5.5 = 60L / minutu. Pro kontrolu při testování je možné vypočítat velikost frekvence která odpovídá průtoku v litrech podle vzorce zadaný počet litrů * konstanta výsledek je pak hodnota frekvence 60 * 5.5 = 330Hz, maximální průtok který je průtokoměr FS300A schopen měřit je 1 až 60L /minutu. Dle dokumentace je nutné výstup signálu pomocí rezistoru 10K připojit na kladné napájecí napětí.

Průtokoměr FS400A je možno osadit do potrubí které je G1“, průtokoměr měří průtok kdy se zvětšujícím průtokem se zvyšuje i frekvence která je pak měřena a přepočítána na množství průtoku v litrech dle zadaného vzorce kde se musí zadat konstanta 4.8. Vzorec na výpočet množství průtoku v litrech je podle výrobce naměřená frekvence / konstantou a výsledek je pak průtok v litrech 330 / 5.5 = 60L / minutu. Pro kontrolu při testování je možné vypočítat velikost frekvence která odpovídá průtoku v litrech podle vzorce zadaný počet litrů * konstanta výsledek je pak hodnota frekvence 60 * 5.5 = 330Hz. Maximální průtok který je průtokoměr FS400A schopen měřit je stejný jako u průtokoměru FS300A a je 1 až 60L / minutu, stejně je také nutné výstup signálu připojit pomocí rezistoru 10k na kladné napájecí napětí. Bližší popis ke všem průtokoměrům YF-S201, FS300A, FS400A je možné získat na internetu kde jsou popsány podrobněji.

SCHÉMA ZAPOJENÍ PŘÍPRAVKU

Popis programů

Program pro PC je napsán ve VB6 jde o velmi jednoduchý program je uloženy v adresáři PROGRAMY kde je podadresář s názvem POČÍTAČ zde je program s názvem průtokoměr.exe, v adresáři PICAXE je program pro mikroprocesor PICAXE 08M2 s názvem darling.bas a test.bas jde o jednoduché programy na měření frekvence a ovládání výstupů mikroprocesoru. Popis ovládání uvedeného programu pro PC je dále popsáno. V adresáři POČÍTAČ je i ukázka zápisu do souboru PRŮTOKOMĚR.TXT.

POPIS PROGRAMU PRŮTOKOMĚR.EXE : Po spuštění programu jako první zvolíme sériový port, po volbě portu zvolíme komunikační rychlost TUTO MUSÍME ZVOLIT SHODNOU S RYCHLOSTÍ ZADANOU V MIKROPROCESORU ZDE VOLÍME RYCHLOST 4800Bd, POKUD BY SE ZADALA JINÁ RYCHLOST PROGRAM BY ZOBRAZOVAL NAMĚŘENÉ BLUDY!!!. Po volbě komunikační rychlosti klikneme myší do textového pole popsaného „ ZADEJ KONSTANTU“ zde zadáváme konstantu dle popisu k průtokoměru YF-S201 která je 7.5, (pro průtokoměr označený FS400A zadáváme hodnotu 4.8, pro průtokoměr označený FS300A zadáváme hodnotu 5.5 tak jak je uvedeno k těmto průtokoměrům v jejich popisech) po zadání konstanty klikneme myši na tlačítko „SPUŠTĚNÍ MĚŘENÍ“ tím spustíme načítání hodnoty frekvence z průtokoměru která se zobrazuje v okně s nápisem „FREKVENCE IMPULSŮ“ a současně v okně s nápisem „PRŮTOK V LITRECH“ se zobrazuje hodnota průtoku v litrech zaokrouhlena na pět desetinných míst vypočítaná z hodnoty frekvence impulsů tak jak přicházejí z mikroprocesoru PICAXE 08M2. Měření přerušíme kliknutím na tlačítko STOP MĚŘENÍ, kliknutím na tlačítko „ULOŽIT DATA“ uložíme pouze současná data zobrazená v okně FREKVENCE IMPULSŮ a v okně PRŮTOK V LITRECH do souboru s názvem „PRŮTOKOMĚR.TXT“ který si program průtokoměr.exe sám vytvoří „PROGRAM UKLÁDÁ DATA POUZE PO KLIKNUTÍ NA TLAČÍTKO ULOŽIT DATA“. Program ukončíme kliknutím na tlačítko UKONČIT PROGRAM NEBO KLIKNUTÍM NA „X“.