В данной статье пойдет речь о самодельном контроллере управления оборудованием. Он имеет 64 цифровых входа и 24 выхода релейного типа. Этот контроллер установлен на термопластавтомате Куаси 170/55 i. Работает в течении 7 месяцев. Сбоев в работе по вине контроллера не было.  Можно применить его для управления другим бытовым и промышленным оборудованием. Прилагается проект в Proteus 7.9 SP1. Программа написана в Algorithm Builder.

Принципиальная схема контроллера

Описание работы

Микроконтроллер по прерыванию, 30 раз в секунду, считывает состояние входов через последовательные регистры 74НС165. По команде load регистры записывают информацию с входов во внутренний регистр. По команде in_clk выводят поочередно 8 байт на выход. Контроллер записывает 64 входных сигнала в свои внутренние регистры. Обрабатывая полученные данные  выводит сигналы через регистры 74НСТ573, коммутируя нужную микросхему сигналами l_out1-3. Есть возможность устанавливать необходимые параметры и временные интервалы, которые отображаются на индикаторах.

Для согласования уровней входных сигналов и контроллера можно применить несколько способов. Вот некоторые из них.

Через делитель со стабилитроном. R1 подобрать по току стабилизации.

Через оптопару. R1 подобрать по току оптопары.

Транзистор

Часто используются индуктивные датчики, реагирующие на приближение металлических пластин. Схема самодельного индуктивного датчика и способ изготовления корпуса показаны по ссылке

Управление силовыми цепями возможно так же несколькими способами. Включение нагрузки составным транзистором, полевым транзистором, реле или семистором.

Список деталей:
Атмега 16  1шт.
74НС165  8шт.
74НСТ573  3шт.
МАХ7219  по необходимости
74НС595   по необходимости
R1-R64   4,7К
R   10-39К
Индикаторы семисегментные любые с общим катодом.

На моем термопластавтомате управление осуществляется магнитными клапанами 24В. Я применил полевые транзисторы IRLZ24N.

Описание ПО и прошивки

Программное обеспечение в статье ознакомительное. Т.к. использоваться контроллер может со многим оборудованием, программа пишется под конкретный алгоритм работы. В программном обеспечении показан способ считывания входов, управление выходами и вывод информации на индикаторы через микросхемы 74НС595 и МАХ7219.

Работа программы

Кнопки kn+ и kn- увеличивают и уменьшают значение на соответствующих индикаторах. Индикатор без кнопок  увеличивается раз в секунду и по достижении 9 сбрасывается в  ноль. Кнопки kn_on и kn_off  включают и выключают соответствующие светодиоды.

При прошивке микроконтроллер программируется на работу от внутреннего генератора 8 МГц.

Внимание: При установке контроллера в промышленное оборудование, помните, что это вы делаете под свою ответственность. Не забывайте про блокировки всех опасных зон на оборудовании.

Стоимость контроллера около 1000-2000 рублей, в зависимости от количества выходных сигналов, что в десятки раз меньше стоимости промышленного контроллера.

Для желающих повторить контроллер готов предоставить всю информацию безвозмездно.

На печатной плате соединить точки a-a, b-b и с-с. Предусмотренное место под стабилизатор 5В и конденсаторы использовать по необходимости.

Фото контроллера

Список радиоэлементов
Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин
МК AVR 8-бит
ATmega16
1     Поиск в win-source
Микросхема 74НС165 8     Поиск в win-source
Микросхема 74НСТ573 3     Поиск в win-source
R1-R64 Резистор
4.7 кОм
64     Поиск в win-source
R10 Резистор
39 кОм
1     Поиск в win-source
Резистор
10 кОм
2     Поиск в win-source
DIG0-DIG3 Сегментный индикатор АЛС321А 4 Любые с общим катодом (ОК) Поиск в win-source
HL1, HL2 Светодиод
АЛ307БМ
2     Поиск в win-source
S1-S6, kn Кнопка тактовая FSM8JH 10     Поиск в win-source
Микросхема МАХ7219 1 (вариант, по необходимости) Поиск в win-source
Микросхема 74НС595 1 (вариант, по необходимости) Поиск в win-source
VD1 Стабилитрон 4.7 В 1 (вариант, по необходимости) Поиск в win-source
Оптопара
PC817
1 (вариант, по необходимости) Поиск в win-source
MOSFET-транзистор
IRLZ24N
1 (вариант, по необходимости) Поиск в win-source