Menu

Email: SakulRaider@seznam.cz

Servery:

Dnes návštěv: 215  On-line: 1

Elektronika

uProcesorové konstrukce

 - Měřič CO2 (PE10/2016)

Vyšlo v Praktické Elektronice 10 2016

Měřič CO2

​​

Opět tu máme zapojení jež jsem stavěl na zakázku. Tentokráte je to měřič koncentrace plynu CO2. Pro maximální jednoduchost je použit již hotový a zkalibrovaný modul detektoru tohoto plynu.

Technické specifikace

Napájecí napětí 8-12V/DC (6-10V/AC)
Odběr proudu cca 100mA
Indikace CO2 Bargraph (10LED) + 2 LED diody
Rozsah indikace CO2 400-2200ppm (Bargraph)
Indikace pomocí LED Červená > 1500ppm / Žlutá > 1000ppm
Externí display LCD 2x16 znaků podsvícený (I2C)
Komunikace s okolím UART 9600bps (diagnostika)

Popis konstrukce

Měřič CO2 používá již kompletní kalibrovaný modul FIGARO CDM4161A. Tento modul disponuje dvěma analogovými výstupy a jedním vstupem. Hlavní výstup Vconc udává pomocí napětí již změřenou hodnotu CO2 v rozsahu 400-4000ppm. Tomuto rozsahu odpovídá napětí 0,4-4V. Napětí, jež jsou mimo tento rozsah, jsou použita k hlášení dalších stavů. Pro detailnější popis je nutno prostudovat datasheet od tohoto modulu. Dalším výstupem z modulu je CTRL. Tento výstup mimo jiného signalizuje překročení koncentrace CO2 nad 1000ppm. Při poklesu pod 900ppm je tento výstup deaktivován. Posledním pinem je vstup RESET, pomocí kterého je možno provést kalibraci CO2 čidla (například při výměně). Nicméně tento vstup není v této konstrukci použit, ale je zde příprava, aby bylo možno změnou programu tento vstup ovládat.
Význam jednotlivých pinů modulu CDM4161A:
1. Napájecí napětí +5V
2. Vconc
3. CTRL
4. RESET
5. GND
Tato konstrukce tedy vyhodnocuje všechny výstupy CO2 modulu a vizualizuje je pomocí 10ti stupňového BarGraphu a to následovně: 400, 600, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000 a 2200ppm. Mimo těchto hodnot jsou i pomocí LED diod zobrazeny následující: LED žlutá = hodnota přesáhla 1000ppm. Tato kontrolka zhasne až při poklesu pod 900ppm. LED červená = hodnota přesáhla 1500ppm. Tato kontrolka zhasne hned při poklesu pod 1500ppm. Zároveň tato kontrolka svítí po celou dobu zahřívání čidla (po připojení k napětí cca 2 hodiny).

Popis funkce

Po přivedení napětí pomocí napájecího konektoru, dojde k inicializaci procesoru a CO2 modulu. Následně je spuštěno zahřívání senzoru (trvá 2 hodiny), což je signalizováno svitem červené LED a blikáním prostředních dvou LED na Bargraphu. Jakmile je senzor zahřátý přejde zařízení do běžného provozu, zhasne červená LED a na Bargraphu je zobrazena aktuální koncentrace CO2. Pokud na Bargraphu nesvítí žádná LED, znamená to, že koncentrace je nižší jak 400ppm.
Pokud je připojen LCD displej 2x16 znaků s podsvícením je zobrazována přesná hodnota koncentrace, případně nápis, že probíhá zahřívání čidla.
Taktéž je možno připojení externí čtečky přes UART. Nicméně tato volba není v současnosti podporována.

Schéma zapojení

Základem zapojení je procesor ATMEGA328P-PU (ATMEGA8-PU), který je vhodné umístit do patice. Na PCB je sice i programovací konektor ISP1, ale pokud použijete 1 stranný plošný spoj, nebyly by všechny potřebné piny zapojeny. Napájení se přivádí na konektor US1, což je klasický DC konektor v provedení do plošného spoje s prostředním kolíkem o velikosti 2,1mm. Za konektorem následuje usměrňovací můstek B1, který chrání zapojení před přepólováním. Taktéž je možno použít napájecí napětí střídavé. Vstupní napětí by nemělo překročit 12V v případě napětí stejnosměrného nebo 10V v případě střídavého. Pokud je k zařízení připojen externí display, je nutno vybavit stabilizátor napětí IC2 (7805) i chladičem, případně použít spínaný stabilizátor. Přítomnost napájecího napětí je signalizována pomocí LED1 (zelená). O zobrazení se stará Bargraph LB10, který je připojen k procesoru přes omezovací rezistory R3-R12, jejichž hodnota může být v rozmezí 390R-1K. Dále pak jsou zde již jen 2 samostatné diody LED2 (žlutá) a LED3 (červená), sloužící k dodatečné signalizaci.
Nesmím opomenout konektory a to JP1 – sloužící jako výstup UARTu, konektor JP2 pro připojení LCD displeje pomocí rozhraní I2C, konektor JP3 pro připojení modulu čidla CO2 a konečně JP4, který nemá v současnosti žádnou funkci.

Desky plošných spojů

Deska spoje je velikosti 100x50mm. První vrstva BOTTOM a druhá TOP.

Osazovací plány

Plošný spoj a osazení

Plošný spoj je navržen jako oboustranný, ale je možno ho udělat jako jednostranný s tím, že je pak nutno osadit 2 drátové propojky poblíž IC2 a jednu pod modulem FIGARO. U jednostranné verze pak nefunguje programování přes ISP1, neb ten má většinu spojů vedenu ve vrstvě TOP. Při osazování kondenzátorů C1 a C2 je dobré je umístit na ležato (na PCB je s tím počítáno a vejdou se). IC2 se přišroubuje k PCB a o částečný odvod tepla se postarají plochy spojů jak ve vrstvě BOTTOM, tak pak hlavně ve vrstvě TOP. Pokud je PCB oboustranný s prokovenými otvory je to ideální.

Montáž CO2 modulu

Tento modul je před montáží nutné zbavit původního konektoru a teprve poté se připájí na ležato jak je patrné z úvodní obrazovky. Při odstraňování původního konektoru je třeba pracovat opatrně, aby nedošlo k poškození PCB. Doporučuji použít horkovzdušnou vyfukovačku.

DOKUMENTACE

Závěrem si zde můžete stáhnout veškerou dokumentaci pro stavbu. Je zde i projekt pro Eagle.
DOWNLOAD  - Včetně programu pro procesor
Diskusi pro tuto konstrukci najdete ZDE

Podpořte tuto konstrukci

Pokud Vás tato konstrukce zaujala nebo Vám dobře slouží, můžete ji podpořit volitelnou částkou. Stačí kliknout na tlačítko DONATE, zadat požadovanou částku, kterou chcete přispět na další rozvoj této a jiných konstrukcí, poté stiskněte Update Total a přihlaste se k odeslání příspěvku. Za jakékoli příspěvky předem děkuji a věřím, že zde najdete mnoho dalších zajímavých konstrukcí, které třeba vzniknou právě díky Vám.

       

Prohlášení

Tato konstrukce je z mé hlavy a proto není povoleno bez mého souhlasu přejímání na jiné stránky nebo komerční využití. Je povoleno se pouze odkazovat na tento web a tuto konstrukci. Pro více informací mne stačí kontaktovat. Zároveň nepřebírám jakoukoli odpovědnost za chování zařízení a případné škody spůsobené použitím tohoto zařízení, ať by byly jakéhokoli rázu. Zařízení je určeno pouze k užití pro vlastní potřebu.
V této konstrukci je použit program (program mikrokontroleru), na který se vztahují autorská práva. Jakýkoli prodej není bez souhlasu autora možný.

 

Můj Youtube kanál:

fb-large.png, 5,8kB
Copyright © Resi-Design 2017 www.resi-design.cz.
TOPlist