Современная электроника №6/2024

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 47 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 6 / 2024 может превысить 1%. Поэтому ин - формация уровня напряжения акку - мулятора передаётся одним байтом . ● Для прерывания режима « сна » пред - усмотрена кнопка « сброса сна » S1. При её нажатии МК « пробуждает - ся », выдаёт свои данные о темпера - туре и ожидает новую команду . Ес - ли команды не последовало , то МК переходит в режим « сна » со стары - ми значениями периода . ● Второй вариант смены режима пери - ода опроса предусмотрен при пере - даче данных . Если нет команды на смену режима после передачи дан - ных , то он не меняется . ● Данные о периоде « сна » записыва - ются в перепрограммируемой посто - янной памяти (EEPROM) МК . ● Пользователь может настраивать свои параметры периода опроса ши - ны 1WIRE. ● Для настройки радиомодуля HC12 в требуемый режим и проверки ра - боты МК предусмотрен разъём J4 (USB-UART). При подключении пла - ты USB-UART преобразователь по - лучает питание от USB- шины ком - пьютера . Дополнительно предусмотрен инди - видуальный адрес МК преобразова - теля при обращении через радиомо - дуль HC12. Это создаёт возможность использования однотипных модулей по принципу радиосети . Элементы схе - мы допускается заменить на любые отечественные или зарубежные ана - логи . Программное обеспечение на МК аналогично предложенному в автор - ской работе [3], где выполняется сбор данных 1WIRE с внешним питанием . В представленном преобразователе с автономным питанием сформирован режим « сон - измерение » и сбор дан - ных с использованием радиомодуля HC12. Программа uart_m433_hc12.exe имеет открытый код , подготовлена на языке FORHT [7], доступна для поль - зователей и находится в [4]. Конструкция преобразователя Все элементы преобразователя раз - мещены на печатной плате . На рис . 2 показана 3D- модель печатной платы с установленными элементами . МК устанавливается через переходную колодку для возможности перепро - граммирования на другие условия эксплуатации . Принципиальная схема ( файл 433hc12_v1.dch ), печатная плата ( файл 433hc12_v1.dip ) подготовлены в редак - торе DIP-TRACE и находятся в архиве 433hc12_v1.zip каталога [4]. Расчёт времени работы преобразователя на аккумуляторе 18650 Наличие режима « сна », периодич - ность работы и информация о потреб - ляемом токе позволяют заранее оце - нить длительность работы . Определим исходные параметры для « среднего » обмена по сбору данных , например , в элеваторе : ● ток потребления в режиме обмена данными до 60 миллиампер ; ● время работы на обмен данными до 10 секунд ; ● период чтения данных 120 минут (2 часа ); ● ёмкость батареи 2000 миллиампер - часов [2]. Для понимания принципа пересчёта выполним действия в наглядных еди - ницах измерения . Энергию , затрачен - ную на измерение , « растягиваем » на наглядный интервал измерения . Принимаем , что в режиме « сна » энергию не потребляем . ● Энергию , равную 10 c екунд × 60 мил - лиампер , « растягиваем » на 1 мину - ту . Умножаем время на 6 и , соответ - ственно , делим потребляемый ток на 6. Получаем эквивалентную энер - гию 60 секунд × 10 миллиампер . ● Энергию , равную 60 секунд × 6 мил - лиампер , « растягиваем » на 60 ми - нут . Умножаем время на 60 и , соот - ветственно , делим потребляемый ток на 60. Получаем эквивалентную энер - гию 3600 секунд (1 час ) × 0,1 милли - ампера . ● Энергию , равную 1 час × 0,1 милли - ампера , « растягиваем » на 2 часа . По - лучаем эквивалентную энергию 2 ча - са × 0,05 миллиампера . Итого , общий ток на период измере - ния равен 0,05 миллиампера . Таким образом , общее время рабо - ты получаем 2000/0,05 = 40 000 часов . Окончательный расчёт : 40 000/24= =1666,6… c уток , или примерно 4 года . Результаты имеют только расчётный характер и действительны для идеаль - ных аккумуляторов . Необходимо учитывать саморазряд аккумулятора в зависимости от типа изготовления , а также температурные режимы работы . Это может значитель - но сократить расчётное время . Кроме того , проверить , заряжен ли аккумулятор и насколько он заряжен , затруднительно без специальных изме - рительных устройств . Да и сама про - верка зарядки тоже разряжает акку - мулятор . Заключение В предлагаемой схеме с автоном - ной работой сбора данных заложе - на возможность эксплуатации пре - образователя и термометрии более года без замены источника пита - ния . Если имеется « возобновляе - мый » источник энергии , например , солнечные батареи , то данная схема формирует возможность « бесконечно - го » обмена данными в системе термо - метрии . Преобразование интерфейса программное , что позволяет менять требуемый протокол подключаемых устройств . Литература 1. Описание 12F675. URL: https://static. chipdip.ru/lib/710/DOC011710931.pdf. 2. Данные на аккумулятор 18650. URL: https://static.chipdip.ru/lib/333/ DOC005333343.pdf. 3. « Тройник » для интерфейса 1-wire // Современная электроника . 2023. № 6. С . 24. URL: https://www.soel.ru/ rubrikator/inzhenernye-resheniya/. 4. Каталог программы , схемы и платы . URL: http://90.189.213.191:4422/temp/ agromontag_433m_hc12/test/. 5. Датчики DS1820. URL: https:// radioparty.ru/programming/avr/c/377- lesson-ds18b20. 6. Радиомодули HC12. URL: https://3d- diy.ru/wiki/arduino-moduli/radiomodul- hc-12/. 7. Описание языка Форт spf4.exe, автор версии А . Черезов . URL: http://www. forth.org.ru/. Рис . 2. 3D- модель печатной платы преобразователя