Aqua-Light

AQUA-LIGHT - akwariowy sterownik oświetlenia i temperatury

Najważniejszą rzeczą dla każdego systemu akwariowego jest niewątpliwie zapewnienie stabilnego i właściwego poziomu temperatury oraz oświetlenia. Kolejnym sterownikiem z serii akwariowych jest Aqualight, stanowiący doskonałe uzupełnienie PH-regulatora o dodatkowe niezbędne funkcje takie jak sterowanie temperaturą, dwoma sekcjami oświetlenia podstawowego oraz diodami LED (włącz-wyłącz), a także jednym timerem który może być wykorzystany dowolnie np do podłączebnia lampy UV.

Aqualight - to układ mikroprocesorowy zbudowany z wykorzystaniem najnowszych rozwiązań elektronicznych oraz nowoczesnych technologii. Mikroprocesor sterujący całym urządzeniem posiada zintegrowaną pamięć dzięki której przechowuje wszystkie niezbędne dane, które po wyłączeniu zasilania nie są tracone. Jako układ pomiaru temperatury wykorzystałem scalony układ firmy Dallas 18B20. Sterownik posiada także zegar czasu rzeczywistego z podtrzymaniem bateryjnym który charakteryzuje się bardzo wysoką dokładnością odmierzania czasu.
W trakcie projektowania, wykonania i testów skupiłem się szczególnie na tym, aby urządzenie było jak najbardziej uniwersalne i ergonomiczne, od wyglądu aż po funkcjonalność i co najważniejsze - niezawodność. Urządzenie skonstruowałem tak, aby można było w łatwy sposób pozbyć się całego galimatiasu kabli występujących w trakcie podłączania. Jak wynika ze zdjęć sterownik podłączany jest jednym przewodem do modułu wykonawczego skąd jest również zasilany. Zastosowanie dodatkowego modułu wykonawczego umożliwia wyprowadzenie samego sterownika na płytę szafki lub pokrywę akwarium pozostawiając wszelkie wtyczki i zwój kabli gdzieś w szafce w niewidocznym miejscu. Użytkownik, dzięki klawiaturze oraz czytelnemu logicznemu menu ma możliwość dokonania wszystkich ustawień, tak aby dostosować parametry do potrzeb mieszkańców. Sterownik skonstruowałem w taki sposób, aby w połączeniu z PHregulatorem stanowił kompleksowy zespół do sterowania Waszym akwarium.

Opis realizowanych funkcji

Poniżej szczegółowy opis wszystkich funkcji sterowania, ustawień oraz możliwości sterownika:

* pomiar temperatury w czasie rzeczywistym z rozdzielczością 0.1 st C;

* sterowanie grzałką i wiatrakiem 230V w zależności od pomiaru temperatury, gdy temperatura spada poniżej wartości      Tmin układ załącza grzałkę i nagrzewa wodę do T=Tmin+(Tmax-Tmin)/2 czyli połowy przedziału ustawionego od      Tmin do Tmax, natomiast gdy temperatura wody przekroczy Tmax załączany jest wiatrak i działa do chwili gdy      temperatura wody spadnie do T=Tmax-0.2, po czy wiatrak jest wyłączany;

* ustawiany zakres temperatury w przedziale od 15 do 49 (zakres pomiarowy od -50 - 125 stC);

* ustawiany alarm temp. czyli wartość (w st C) TALM odstępu od wartości skrajnych przedziału ustawionego przez      użytkownika do momentu w którym wystąpi alarm dźwiękowy i optyczny - np: zakres ustawionych temperatury to
     <25,0 do 26,0 >, TALM=2,0 st C oznacza to, że jeśli temp. mierzona wzrośnie ponad Tmax+TALM =
     26,0+2,0=28,0 st C to zostanie wygenerowany alarm dźwiękowy i optyczny, natomiast jeśli temp. mierzona spadnie      poniżej Tmin-TALM = 25,0-2,0=23,0 st C to również zostanie wygenerowany alarm dźwiękowy i optyczny;

* możliwość ustawienia cyklu wiatraka, aby zapobiegał skraplaniu się wilgoci pod pokrywą lub w celu zapobiegania      zjawisku przyduchy - działa tylko w zakresie ustawionych temperatur!;

* zegar czasu rzeczywistego z podtrzymaniem bateryjnym co oznacza że zanik napięcia zasilającego nie powoduje      utraty ustawień, wyświetlanie godziny i minuty oraz dnia tygodnia;

* timer ustawiany z dokładnością do jednej minuty oraz z harmonogramem tygodnia co oznacza, że użytkownik      decyduje w które dni tygodnia ma się wykonywać dany program a w które nie - istnieje możliwość ustawienia 5      niezależnych programów, może on być wykorzystywany dowolnie;

* dwie sekcje oświetlenia A i B obie niezależne załączane na podstawie ustawienia godziny i minuty włączenia oraz      godziny i minuty wyłączenia;

* LED kanał sterowania diodami LED 230V należy użyć zasilacza w przypadku gdy posiadamy diody na napięcia stałe      5V lub 12V, kanał załączany o ustawionej godzinie i minucie ZALEŻNY od ustawień świateł A i / lub B - rano      wyłączany minutę po zapaleniu się oświetlenia A lub B w zależności które pierwsze są ustawione, natomiast      wieczorem minutę przed wyłączeniem się oświetlenia podstawowego A lub B (zależnie od ustawień) włączane są      LED i świecą do godziny wyłączenia ich ustawionej przez użytkownika;

* możliwość zmiany parametrów w dowolnej chwili oraz zapisanie ich w pamięci procesora;

* ustawienie fabryczne wykasowują wszelkie ustawienia użytkownika z pamięci sterownika przywracając stan fabryczny      (zapisują ustawienia domyślne), po zadziałaniu tej funkcji naciskamy ESC i następuje autorestart;

* zabezpieczenia i komunikaty - alarm dźwiękowy, alarm optyczny, blokada wyjść grzanie i chłodzenie (ustawienie w      stan wyłączony) w przypadku uszkodzenia odłączenia czujnika temperatury od wejścia;

* możliwość skasowania alarmu w przedziale dopuszczalnym np: <25,0-26,0> Talm=2,0 - to przedział dopuszczalny      =<23,0-28,0> poza przedziałem dopuszczalnym nie ma możliwości skasowania alarmu!!!

* podwójne funkcje klawiszy:
               - "ESC" - wyjście, rezygnacja,
               - "SET" - wejście do menu, zatwierdzenie,
               - "+" - zwiększenie wartości, przewijanie menu, poza menu naciśnięcie przycisku powoduje przejście do trybu
                  ręcznego wyłączania i włączania poszczególnych urządzeń – zatwierdzenie ESC,
               - "-" zmniejszenie wartości, przewijanie menu,
               - jednoczesne naciśnięcie ESC i SET powoduje restart programowy urządzenia,
               - jednoczesne naciśnięcie ESC i „+” powoduje włączenie lub wyłączenie sygnału dźwiękowego,
                  to ustawienie w celach bezpieczeństwa nie jest zapamiętywane na stałe tak więc po zaniku napięcia lub                   restarcie automatycznie sygnalizacja jest ponownie włączona;
               - jednoczesne naciśnięcie ESC i „-” powoduje wejście do trybu regulacji podświetlenia LCD.

* możliwość szybkiego ręcznego wyłączenia urządzeń, brak możliwości włączenia grzałki na stałe dla celów      bezpieczeństwa;

* możliwość ustawienia minimalnego poziomu podświetlenia LCD do którego sterownik będzie wygaszał ekran w      przypadku nieobsługiwania przez użytkownika;

* automatyczne wychodzenie do ekranu podstawowego po około 30 sek - z menu głównego;

* opis parametrów na obrzeżach LCD, opisy funkcji klawiszy;

* możliwość włączenia małych zwykłych cyfr temperatury lub przełączenia na duże;

* całkowity pobór mocy przez sterownik mniejszy niż 2 W nie licząc urządzeń wyjściowych;

* czytelne logiczne menu dedykowane do szybkiego ustawiania.

Ukompletowanie urządzenia

panel

nowy moduł wykonawczy

stary moduł wykonawczy

całość - sterownik, moduł wykonawczy, czujnik temperatury, kabel połączeniowy, kabel zasilający

Czujnik temperatury na kablu o długości około 2m wykonany z rurki ze stali nierdzwenej powinien być zanurzany na maksymalną głębokość tak aby czarna izolacja od góry nie dotykała powierzchni wody. Zaleca się też aby nie moczyć kabla w wodzie gdyż może to spowodować uszkodzenie izolacji w wyniku czego czujnik przestanie działać prawidłowo.

Opis wyść

Układ posiada sześć wyjść 230V do sterowania urządzeniami.
-Sterowanie zależne od pomiaru temperatury:
            Pierwszym z wyjść jest grzałka "G" maksymalna moc grzałki to 200W, nie można stosować dwóch grzałek                 połączonych równolegle poprzez rozgałęźnik do urządzenia nawet, gdy suma mocy nie przekracza 200W! (w celu                 zwiększenia mocy lub połączenia kilku grzałek należy stosować prezekaźnik).
            Kolejnym wyjściem jest wentylator 230V "W" moc dopuszczalna tego wyjścia to 150W;
-Sterowanie zależne od czasu:
            Trzecim wyjściem Jest oświetlenie sekcja A, a czwartym oświetlenie sekcja B, maksymalne obciążenie każdego z                 wyjść to 150 W razem 300W, nie można stosować lamp HQI (wymagane przekaźniki).
            Nastepnym wyjściem są LED 230V "L", aby podłączyć diody LED na napięcie stełe należy na tym wyjściu dać zasilacz                 dostosowujący napięcie do diod.
            Ostatnim z wejść jest timer "T" jego maksymalna moc to 150W.

Menu

Menu sterownika Aqualight jest nieskomplikowane i służy do szybkiego nastawienia parametrów. Architektura Menu jest następująca:

Wybierając z menu:
KASOWANIE ALARMU - naciskając SET zerujemy rejestr alarmu ale tylko w zakresie dopuszczalnym,
TEMPERATURA - naciskając SET wchodzimy do podmenu:
            - Zakres
            - Alarm
            - Wentylator CYKL
            naciskając SET na wybranej nazwie podmenu wchodzimy do ustawień danych parametrów,
OSWIETLENIE - naciskając SET wchodzimy do podmenu:
            - Oswietlenie A
            - Oswietlenie B
            - Diody LED
            naciskając SET na wybranej nazwie podmenu wchodzimy do ustawień danych parametrów,

TIMER - naciskając SET wchodzimy do podmenu:
            - Program 1
            - Program 2
            - Program 3
            - Program 4
            - Program 5
            naciskając SET na wybranym programie wchodzimy do ustawień włączenia i wyłączenia timera, a następnie             określamy harmonogram tygodnia - zmiana wartości +/- zatwierdzenie SET

USTAW ZEGAR - naciskając SET wchodzimy do prodedury ustawiania zegara
TRYB LCD - naciskając SET zmieniamy DUZE na male i odwrotnie po czym naciskamy ESC
WARTOSCI FABRYCZNE - naciskając SET sterownik pyta czy napewno chcemy wyzerować pamięć, aby to uczynić naciskamy SET aby wyjść naciskamy ESC
INFO - naciskając SET uzyskujemy informację o wersji i autorze

Ekran podstawowy

Przykładowe ekrany podstawowe przedstawiają poniższe zdjęcia:

ekran normalnej pracy

ekran dla przypadku gdy wszystkie wyjścia są wyłączone

ekran dla przypadku gdy wszystkie wyjścia są włączone - teoretyczny

Na ekranie od lewej mamy pomiar temperatury a po prawej u góry czas, natomiast na dole stany poszczególnych wyjść w nawiasach oraz piktogram wyłączenia

lub włączenia

dźwięku.

Alarmy

Sterownik przy każdorazowym wystąpieniu sytuacji wkroczenia temperatury mierzonej poza ustawiony zakres dopuszczalny generuje alarm dźwiękowy oraz optyczny. Dopuszczalny zakres parametrów przyjmuje się:

[ Tmin – TALM ; Tmax + TALM ]

Definiowanie dopuszczalnego zakresu w taki sposób ma tą zaletę, że w procesie autoregulacji wartość mierzona może wyjść poza minimum i maksimum o jedną część dziesiątą, wtedy gdyby alarm generowany był bezpośrednio poza zakresem min max użytkownik co chwilę musiałby kasować wystąpienie alarmu lub czekać, aż sam się wyłączy, gdy wartość mierzona wróci pomiędzy min a max. W praktyce byłby to bardzo uciążliwe i denerwujące dlatego też zdecydowałem się na taki zabieg.
Poniższy rysunek obrazuje zasadę działania alarmów.

            Kolorem pomarańczowym Alarm – zaznaczono generowane alarmu w trybie auto bez kasowania. Jak wynika z rysunków alarm zaczyna być generowany po przekroczeniu TLow lub THigh, i trwa do momentu gdy sterownik skoryguje parametry do przedziału podstawowego min max. Kolorem niebieskim zaznaczono przedział w którym istnieje możliwość skasowania alarmu za pomocą opcji menu KASOWANIE ALARMU.
            Skasowanie alarmu opcją KASOWANIE ALARMU powoduje wyłączenie go ale w przypadku wystąpienia sytuacji ponownego wykroczenia temperatur mierzonych poza zakres dopuszczalny automatyczne generowanie alarmu. W przedziałach TL, TH, kolorem czerwonym zaznaczyłem alarm stały którego nie można skasować opcją KASOWANIE ALARMU!.
            Alarm dźwiękowy można zlikwidować wyłączając dźwięk poprzez naciśnięcie ESC przytrzymanie a następnie „+”. Ponowne naciśnięcie tej kombinacji klawiszy powoduje włączenie sygnału dźwiękowego. Zanik napięcia lub restart również powoduje włączenie dźwięku, oznacza to że wyłączenie sygnalizacji dźwiękowej nie jest zapamiętywane w pamięci nieulotnej. Jest to celowe, gdyż wyłączenie dźwięku może pozbawić nas informacji o przyszłych dewiacjach parametrów. Dlatego też zaleca się nie używanie funkcji wyłączania sygnałów dźwiękowych lub w przypadku wyłączenia, pamiętanie o ponownym uruchomieniu.
            Alarmów optycznych w postaci migających ciągów znaków typu „Err” bądź samych wartości mierzonych poza zakresem dopuszczalnym nie można wyłączyć. Jedynie w zakresie dopuszczalnym za pomocą opcji KASOWANIE ALARMU da się wyłączyć oba alarmy dźwiękowy i optyczny. Nie wolno lekceważyć żadnego z generowanych alarmów dopóki nie upewnimy się co go wywołało, wystąpienie alarmu w sterowniku nie jest przypadkowe i wskazywać może nieprawidłowości systemu którym jest zespół urządzeń podłączonych do Waszego akwarium.

Wszelkie sugestie, spostrzeżenia oraz uwagi proszę słać na maila: link.