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【RTOS】AT32F403A 家用热水自动控制系统

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Blazar2020|  楼主 | 2020-6-19 19:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 Blazar2020 于 2020-7-4 14:29 编辑

概述
随着社会的发展和人类生活水平提高,浴室逐渐普及化,另外一些公共场合,公共浴室也相当普遍。但现有浴室中的淋浴装置存在一些问题。目前大多数浴室使用的温度控制器是传统的机械式的控制器。这种控制器一般只有一个阀门,这一个阀门既要控制水温,又要控制水流。操作起来很不方便,同时也存在浪费的现象。随着传感器测量技术与自动控制技术的发展,以MCU为核心的温度采集控制技术的研发很大程度提高了生产生活对温度的控制水平。
本项目是以AT32F403A单片机为主控制单元,搭载RT-Thread 实时操作系统。实现对水温水量的自动控制的效果。在使用时,用户仅需通过旋钮对水温水流进行设置后,之后控制器会自动调整阀门以达到用户设定的水温水量。在洗浴过程中用户无须再次调整水温。

RT-Thread使用情况概述
内核部分:RT-Thread 4.0.3
组件部分:sensor、atclient、netdev、dfs
软件包部分:dhtxx、gy2y10、sgp30、littled、bc28_mqtt
硬件框架
123.png
一、主要硬件选型:
1,控制器:AT32F403AVGT7(基于ARM Cortex M4内核)。
2,ADC芯片:芯佰微 CBM92AD68-105 (双通道16位ADC)。
3,水温传感器:DS18b20 温度传感器
4,水流传感器:YF-S201 G1/2 水流量传感器DN15
5,执行器:DC12-24V 二通常闭 DN15
6,wi-fi通信模块:ATK-ESP8266
7,电源:24V 18650电池组
8,DC-DC电源模块:LM2596S
二、主要部件介绍
1,水温水流传感器采用模拟信号输出,为保证输出精度所以采用芯佰微ADC 16位双通道输出芯片输出。
2,传感器与执行器均需采用高于MCU电压的电源,所以采用24v 18650电池组搭配DC-DC电源模块供电。
软件框架说明



456.png



软件模块说明
一、PID控制
PID控制,即比例、微分、积分控制是最早发展起来的控制策略之一,由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高,被广泛应用于工业过程控制,至今仍有90%左右的控制回路具有PID结构。简单的说,根据给定值和实际输出值构成控制偏差,将偏差按比例、积分和微分通过线性组合构成控制量,对被控对象进行控制。常规PID控制器作为一种线性控制器。
二、控制方框图

批注 2020-07-04 000850.png
设定:比例系数=1;微分系数=40;积分系数=1/200.
三、控制曲线
批注 2020-07-04 000956.png
可以看出,设置水温37℃时;水管延时0.5秒。水温在t=16秒左右稳定在37℃。满足设计要求。(基于Simulink仿真)








123.pdf

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快乐开发 2021-6-15 15:22 回复TA
hao 

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Blazar2020|  楼主 | 2020-7-8 13:56 | 显示全部楼层

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