PICAXE MĚŘENÍ TEPLOTY VODY V ÚT

Vágner Vlastimil

Kamarád který topí plynovým kotlem DESTILA s regulací vyrobenou podle [1] mi poprosil zda bych mu nevyrobil dva přípravky a nenapsal k nim programy jeden přípravek a program pro použití počítače. Kdy bude současně možné zaznamenávat výstupní teploty z kotle a vstupní teploty (zpátečky) do kotle ÚT (ústředního topení) v určitém časovém úseku pro další zpracování. A druhý přípravek a program pro zobrazování na znakovém LCD displeji 2 x 16 znaků, v případě měření teplot jsou tyto pouze zobrazovány. S tím že přípravky bude v budoucnu používat i pro jiné účely, volba padla na mikrokontrolér PICAXE 08M2 a na měření teploty vody jsem zvolil dvě čidla DS18B20 použité i v jiných zapojení s PICAXE v [1].

POPIS PŘÍPRAVKŮ

Schéma zapojení jsou dvě jedno zapojení je pro komunikaci s počítačem toto zapojení je na Obr.č.02 na Obr.č.01 je schéma pro komunikaci se znakovým LCD displejem 2 x 16 znaků. Oba přípravky jsou napájeny ze zdroje 7 – 9V DC kde toto vstupní napětí je stabilizováno na hodnotu 5V DC stabilizátorem 7805, který napájí mikrokontrolér, čidla DS18B20 a LCD displej. Rozdíl zapojení je ve způsobu zadávání hodnoty pro opakované provádění výpisu teploty buď na monitoru PC nebo na LCD displeji. Čidla jsou připojena k přípravkům třemi vodiči, propojení čidel a přípravků je pomocí UTP kabelů kategorie 5E o délce 20m. Pro svoji jednoduchost zapojení jsou oba přípravky vyrobeny na univerzálních vrtaných destičkách a několik propojení je provedeno vodičem ze stínění z kabelu UTP. Na destičce je osazen stabilizátor 7805, patice pro mikrokontrolér PICAXE, rezistory a kondenzátory, dále jsou osazeny konektory JP1, JP2, JP3 a JP4 z jednořadé lišty s kolíčky dále jsou k destičce přiletovány vodiče pro připojení tlačítka TL.1 které slouží pro zadání časové hodnoty pro opakované výpisy hodnot. Konektor sloužící k připojení signálů z počítače PC TXD, RXD, GND má označení JP1, konektor JP2 slouží k volbě nahrávání samotného programu do mikrokontroléru v tomto případě je propojen propojkou (jumperem) vstup TXD a PIN2 mikrokontroléru a při zadávání časové hodnoty je propojen propojkou (jumperem) vstup TXD a PIN3 mikrokontroléru. Výstup z mikrokontroléru pro sériovou komunikaci PIN0 je zapojený na konektor JP1 na signál RXD počítače. konektory označené JP3 a JP4 slouží pro připojení čidel DS18B20 na konektor označený JP3 se připojuje čidlo které je umístěno u kotle ve výstupním potrubí a na konektor označený J4 se připojuje čidlo které je umístěno u kotle ve vstupním potrubí (zpátečce). Pro komunikaci s LCD displejem jsou na destičce osazeny shodné součástky pouze konektor označený JP2 slouží k připojení LCD displeje a dále jsou k destičce přiletovány vodiče pro připojení vypínače VP.1. Který společně s tlačítkem TL.1 slouží k zadání hodnoty pro opakování výpisů teplot na displeji LCD. Konektor označený JP1 slouží k nahrání programu do mikrokontroléru, konektory označené JP3, JP4 slouží k připojení čidel DS18B20.

PROGRAM PRO PICAXE

Programy jsou uloženy v adresáři PROGRAMY podadresář PICAXE v adresáři LCD_DISPLEJ je program pro měření teplot kotle s názvem LCD_teploty_kotel.bas. Dále v podadresáři PICAXE je v adresáři POČÍTAČ program PC_teploty_kotel.bas, zde je také uložený program PC_měření_dvě_DS18B20 k měření teplot dvěma čidly DS18B20 který zobrazuje i záporné teploty.

Program LCD_teploty_kotel.bas : načítá teploty z obou čidel které zobrazuje na LCD displeji po nastaveném čase v pořadí první řádek zobrazí „Výstup + ,teplota, stC“, na druhém řádku se zobrazí „Vstup + ,teplota, stC“ tyto jsou zobrazeny 5 vteřin poté je LCD smazán. Po smazání se na prvním řádku zobrazí Výstupní > Vstupní nebo Vstupní > Výstupní nebo Teploty shodné dle toho jaká teplota je vyšší znak „ > “ značí která teplota je vyšší. Na druhém řádku se zobrazí Rozdíl ,teplota, stC.

Zadání časového údaje pro opakované zobrazení v programu LCD_teploty_kotel.bas : po nahrání programu do PICAXE vypneme napájení přípravku, vypínač VP.1 zapneme a poté zapneme napájení přípravku. Na prvním řádku se zobrazí „Zadej čas odečtu“ nyní stiskneme tlačítko TL.1 a na druhém řádku se zobrazí „Hodnota parametr“ který se zvyšuje po „ jedné“ při požadovaném časovém úseku tlačítko pustíme a vypneme vypínač VP.1. Zadaná hodnota se automaticky uloží do EEPROM a při dalším zapnutí přípravku se automaticky načte a dle hodnoty se zobrazují naměřené teploty, po vypnutí vypínače VP.1 program automaticky začne měřit teploty podle zadaného časového údaje v EEPROM. časový údaj zadáváme ve vteřinách to znamená pokud zadáme hodnotu „10“ tak program bude po 10 vteřinách automaticky zobrazovat naměřené teploty. Pokud požadujeme aby byl časový údaj zobrazován po minutách zadáme takto : „požadavek 5 minut“ zadáme 300 jedna minuta má 60 vteřin tak že 60 násobíme 5 výsledek je 300. Pokud požadujeme zobrazovat teplotu po hodině pokračujeme ve výpočtu stejným způsobem 1 hodina = 60 minut = 3600 vteřin, zadáváme hodnotu 3600.

Program PC_teploty_kotel.bas : načítá teploty z obou čidel které zobrazuje na monitoru počítače po nastaveném čase v pořadí první řádek zobrazí „Výstup + ,teplota, stC“, na druhém řádku se zobrazí „Vstup + ,teplota, stC“. Na dalším řádku se zobrazí Výstupní > Vstupní nebo Vstupní > Výstupní nebo Teploty shodné dle toho jaká teplota je vyšší a na dalším řádku zobrazí „Rozdíl ,teplota, stC“. Znak „ > “ značí která teplota je vyšší.

Zadání časového údaje pro opakované zobrazení v programu PC_teploty_kotel.bas : po nahrání programu do PICAXE vypneme napájení přípravku, na počítači spustíme program RS_232.exe. Po spuštění programu zvolíme komunikační port COM zadáme SHODNOUT KOMUNIKAČNÍ RYCHLOST JAKO JE V PROGRAMU PRO PICAXE ZDE TO JE 2400Bd, do okna „ZÁPIS TEXT“ zadáme časový údaj po kterém se budou pravidelně v textovém okně „ ČTENÍ TEXT“ zobrazovat naměřené teploty. Časový údaj vypočítáme stejně jako pro zápis u LCD_teploty_kotel.bas po zadání hodnoty v okně „ZÁPIS TEXT“ stiskneme tlačítko TL.1 a zapneme napájení. Na monitoru počítače se zobrazí „ZADEJ ČAS ZÁPISU DO PC“ po zobrazení uvolníme stisknuté tlačítko TL.1 a nyní klikneme myší na tlačítko „ODESLAT ZÁPIS TEXT“ po zobrazení je časová prodleva 1 vteřina tak že není nutné spěchat program v PICAXE stejně čeká u příkazu „serin“ dokud nepřijdou po lince nějaká data. Po úspěšném zadání hodnoty se na monitoru počítače zobrazí „ Hodnota uložena do EEPROM“. Nyní se zobrazí první hodnoty naměřených teplot a další se zobrazují po zadané časové hodnotě. Kliknutím myší na tlačítko „uložit zápis/čtení uložíme všechny načtené hodnoty. Celkový popis programu RS_232.EXE je v souboru PDF který je součástí adresáře „POČÍTAČ“. Po dalším spuštění programu se již naměřené hodnoty automaticky načítají dle času zadaného v EEPROM, to znamená že po spuštění programu RS_232.EXE pouze zadáváme COM port a komunikační rychlost aby byla shodná s komunikační rychlostí PICAXE. Pokud chceme ukládat data tak tyto si dříve uložíme kliknutím myší na tlačítko „uložit čtení/zápis“ a teprve poté je vymažeme kliknutím myši na tlačítko „smazat vše“ nebo „smazat čtení text“. Kliknutím myši na tlačítko „smazat zápis text“ smažeme zápisy v okně „ZÁPIS TAXT“. Program RS_232.EXE používám nejen s PICAXE ale i s Arduino a dalšími zařízeními komunikujícími po RS232 také s převodníkem USB/COM-TTL CH340.