avr termostaatti suunnitelma

Suunnitelma

Lämpötila-anturi

Lämpötila-anturina käytän SMT 160-30 PWM-suhteella ja 1…4 kHz taajuudella lämpötilan ilmoittavaa anturia. Anturin PWM-suhteesta voi laskea lämpötilan kaavalla: PWM=0.32+0.0047*T (T= Celsiusasteet).

Lämpötilatermostaatin ohjauksen eli mikro-ohjaimen valinta

Lämpötilatermostaatin ”aivot” on ATtiny2313:lla, joka on Atmelin kehittämä mikro-ohjain.

Mikro-ohjaimen ohjelmointikieli

Ohjelmointikieleksi valitsen asemblyn. Eli täytyisi saada aikaiseksi asembly-kielinen koodi ATtiny2313:lle. Asembly eli konekielisen ohjelmointikielen valitsin sen takia, että on itsestäni paljon mielenkiintoisempaa miettiä miten asiat saa sillä toteutettua, kuin tehdä koodi C-kielellä ja kääntää se C-kääntäjällä nopeasti ja helposti konekielelle.

Lämpötilatermostaatin ohjelmiston kehitysympäristö

Kehitysympäristönä käytän Atmelin sivuilta ilmaiseksi ladattavaa AVRstudio4. Tuosta AVRstudio4 voi olla jo uudempiakin versioita, mutta tähän projektiin tuo AVRstudio4 kelpaa hyvin. Siinä voi simuloida kirjoitetun konekielisen koodin toimintaa ja samalla näkee mitä itse ATtiny2313:n sisällä tapahtuu, joka helpottaa paljon koodin tekemistä.

Lämpötilatermostaatin käyttöliittymä

Käyttöliittymänä on kolme nappia S1, S2 ja S3. Ja näyttönä Hitachin HD44780 piiriin tai vastaavaan perustuva 2*16 merkin LCD-näyttö. Ulostulona on tässä kokeilussa käytetty vain lediä, mutta ledin voi korvata vaikka releellä.

Kahdella napilla S1 ja S2 säädetään raja-arvo eli miinus tai plusasteet. Kolmannella nappilla S3 voidaan tallentaa säädetyn arvon sekä toimii raja-arvon päälle ja pois kytkimenä. Sekä hystereesitoiminnon päälle ja pois kytkimenä.

Hystereesitoiminnon tarkoitus

Hystereesitoiminnon on tarkoitus vaimentaa värähtely säädetyssä raja-arvossa pois. Kun raja-arvo ylittyy ja alittuu lähellä raja-arvoa, koska lämpötila-anturi antaa raja-arvon molemmin puolin lukemia kun sitä lukee, kunnes lämpötila on ylittänyt reilusti raja-arvon ja lämpötila-anturi mittaa raja-arvon ylittänyttä/alittanutta arvoa.

Eli lämpötila-anturi ei vain siirry seuraavaan lukemaan ylittäen raja-arvon siististi ja pysy siinä. Sen sijaan se sahailee aina vähän edestakaisin raja-arvon molemmin puolin ja tähän tarvitaan hystereesitoiminto vaimentaan värähtely, joka aiheuttaisi esimerkiksi lämmityksen tai jäähdytyksen nopeaa päälle ja pois kytkeytymistä raja-arvon lähellä, joka ei ole toivottavaa.

Itse hystereesitoiminon voi kumminkin halutessaan kytkeä päälle ja pois tässä kokeilussa. Joten asian voi itse todeta testausvaiheessa mitä tuo lämpötila-anturin sahailu raja-arvon lähellä tarkoittaa.

Rautapuolen rakentelua eli koekytkentäalusta

Koekytkentäalustaksi rakensin aivan oman alustan AVR ATtiny2313:lle. Tämän sähkökaavion perusteella:

Kuvasta löytyy osaluettelo ja käyttöohjekaavio miten lämpötilatermostaatin on tarkoitus toimia.