Разработка информационной системы управления отопительным котлом для частного дома

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Актуальность выпускной квалификационной работы

2. Аналитический обзор к решению существующих подходов и реализации задачи

2.1 Котлы

2.1.1 Конструкция и принцип работы пеллетных котлов

2.1.2 Основные элементы конструкции

2.2. Блок управления котлом «ИСУ

2.2.1 Функции

2.2.2 Средства отладки

2.3.Микроконтроллеры

3. Программное обеспечение

4. Структурная схема «ИСУ»

5. Выбор элементов «ИСУ»

6. Разработка принципиальной схемы «ИСУ»

7. Разработка блок схем алгоритмов работы «ИСУ»

8. Общая блок схема

9. Блок схема подпрограмм

10. Описание языка программирования

11. Разработка программного обеспечения

11.1 Разработка графического интерфейса

11.2 Разработка исполнительной программы

12. Тестирование «ИСУ» и анализ результатов

12.1 Анализ результатов тестирования системы «ИСУ»

13. Разработка пользовательской инструкции

14. Заключение

Список использованных источников

Приложение А (справочное) программа инициализации LCD

Приложение Б(справочное) рабочая программа «ИСУ

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ВКР

Описание объекта управления:

Отопительный котел на паллетах угле и измельченном топливе.

Технические характеристики:

Котел состоит из следующих элементов:

элементы отопительного котла представлены на рисунке 1.

Рисунок 1- элементы котла

- 1 корпус котла;

- 2 основание котла;

- 2.1 горелка;

- 2.2электроподжег топлива;

- 2.3 огнеупорное основание камеры сгорания;

- 2.4 крышка обслуживания механизма подачи топлива (центровочный подшипник);

- 3 механизм топливо подачи;

- 4 блок управления котлом;

- 5 бункер для размельченного топлива;

- 6 боров котла;

Расположение датчиков контроля. Представлены на рисунке 2.



Рисунок.2 - расположение датчиков

ВВЕДЕНИЕ

Микроконтроллер -- микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами. Типичный микроконтроллер сочетает в себе функции процессора и периферийных устройств, содержит ОЗУ или ПЗУ. По сути, это однокристальный компьютер, способный выполнять простые задачи. [6]

При проектировании микроконтроллеров приходится соблюдать баланс между размерами и стоимостью с одной стороны и гибкостью, и производительностью с другой. Для разных приложений оптимальное соотношение этих и других параметров может различаться очень сильно. Поэтому существует огромное количество типов микроконтроллеров, отличающихся архитектурой процессорного модуля, размером и типом встроенной памяти, набором периферийных устройств, типом корпуса и т. д. В отличие от обычных компьютерных микропроцессоров, в микроконтроллерах часто используется гарвардская архитектура памяти, то есть раздельное хранение данных и команд в ОЗУ и ПЗУ соответственно. [6]

В то время как 8-разрядные процессоры общего назначения полностью вытеснены более производительными моделями, 8-разрядные микроконтроллеры продолжают широко использоваться. Это объясняется тем, что существует большое количество применений, в которых не требуется высокая производительность, но важна низкая стоимость. [6]

Данная система управления будет разрабатываться на основе семейства восьми битных микроконтроллеров фирмы Atmel 8-bit AVR RISC-based-ATmega2560

1. АКТУАЛЬНОСТЬ ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЫ

По Вологодской области, активно развивается малоэтажное строительство жилых домов в местах, где нет развитых энергосистем и коммуникаций.

Многим хотелось бы приобрести жилье вне города. Однако при строительстве частного дома возникают различные проблемы. Одна из них -- чем отапливать загородный дом? Чаще всего на земельном участке отсутствует возможность подключиться к центральному отоплению илиподвести газ. При выборе остаётся печное отопление или автономные системы отопления использующие различные виды топлива.

Традиционные печи занимают много места и требуют постоянного человеческого контроля. В современном строительстве печи стали использовать как временное вспомогательное оборудование и ставить в связке с автономными системами отопления.

Все больше обретают популярность автономные системы отопления, работающие на пеллетах, с темвозникла потребность в производстве твердо топливных пеллет.

Развитие Вологодской области неразрывно связано с расширением и рациональным использованием имеющихся в регионе природных ресурсов. Главным, из которых являются лес.

Одним из инновационных направлений стало переработка отходов пиломатериалов на лесозаготовительных предприятиях и наладка производства топливных пеллет.

Стремительным ростом производства топливных пеллет послужила актуальность перевода многочисленных городских и сельских котельных работающих на мазуте, что экономически выгодно для Вологодской области.

Также не мало важным фактором оказалась возможность отказаться от дорогостоящих нефтепродуктов необходимых для отопительного сезона,что послужило значительное уменьшение выбросов вредных веществ в окружающую среду посредством использования и утилизации экологически чистых отходов лесопромышленного производства.

В настоящий момент, в Вологде и Вологодской области налажено производство пеллет как крупными лесозаготовительными предприятиями, так и не большими частными производствами.

Рассмотрим несколько вариантов энергоносителей для отопительных систем.

При выборе системы отопления ориентируются на затраты энергоносителя для работы системы.

На гистограмме приведены затраты на различные виды топлива для систем отопления за год, данные приведены на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1- гистограмма цен на топливо

За отсутствием возможности Газификации, оптимальный выбор за пеллетными котлами.

Рассмотрим по два варианта Российских и зарубежных котлов:

Котел с автоматической системой подачи топлива на пеллетах. Российского производства фирмы «ТЕЛОДАР» модель«Купер ОК 15 с пелетной горелкой» представлен на рисунке 1.2.



Рисунок 1.2 - купер ОК

-Стоимость такого котла составляет90830р + доставка изНовосибирска;

- КПД 92%;

- Мощность 15 кВт.

Котел с автоматической системой подачи топлива на пеллетах. Российского производства фирмы «Zota» модель«ZOTA «Pellet» -15Аспелетной горелкой» представлен на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 - ZOTA «pellet»

- Стоимость такого котла составляет 162 000 руб. + доставка из Красноярска;

- КПД 90%;

- Мощность 15 кВт.

Котел с автоматической системой подачи топлива на пеллетах. Немецкогопроизводства фирмы «Buderus» модель «Loagno G221A спелетной горелкой» представлен на рисунке 1.4.



Рисунок 1.4- «Buderus»

- Стоимость такого котла составляет 217500р + доставка от официального дилера в России;

- КПД 88%;

- Мощность 15 кВт.

Котел с автоматической системой подачи топлива на пеллетах. Итальянского производства фирмы «Faci» модель «FACI15спелетной горелкой» представлен на рисунке 1.5

.

Рисунок 1.5 - FACI 15

- Стоимость такого котла составляет 139500р + доставка от официального дилера в России и по Вологодской области;

- КПД 95%;

- Мощность15 кВт.

Сравнивая аналогичные системы отопления без программируемой автоматической системы подачи топлива разница в ценовой политике составляет надбавку в размере 75 %. Следовательно, возникает потребность в собственном производстве программируемых автоматических систем подачи топлива и управления котлами.

2. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР К РЕШЕНИЮ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПОДХОДОВ ИРЕАЛИЗАЦИИ ЗАДАЧИ

2.1 Котлы

Рассматривая конструкции котлов предлагаемыми на рынке многими производителями, практически не отличаются друг от друга, используя классическую конструкцию и работу твердотопливного котла пиролизного типа.

2.1.1 Конструкция и принцип работы пеллетных котлов

Классический твердотопливный пеллетный котёл представляет собой модульную конструкцию, собранную в одном корпусе,пример изображен на рисунке 2.1. 

Рисунок 2.1 - конструкция котла

2.1.2 Основные элементы конструкции

Теплообменник является одной из важнейших деталей котла, с его помощью осуществляется передача тепловой энергии разогретого дымового газа непосредственно теплоносителю. Скорость прохождения газа регулируется дымососом. В среднем срок эксплуатации теплообменника составляет около 20 лет. Для изготовления может применяться сталь или чугун. 

Стальной теплообменник обходится дешевле, однако быстрее изнашивается. Желательно поддерживать температуру теплоносителя не ниже 65° С, чтобы не допускать образования конденсата. К преимуществам стального теплообменника можно отнести его устойчивость к резким перепадам.

Чугунный теплообменник более долговечен, меньше подвержен образованию коррозии и требует поддержания температуры теплоносителя от 50° С и выше.

Топочная камера с дверцей предназначена для загрузки и сжигания твердого топлива.[8]

Колосниковая решётка должна иметь высокую тепло коррозийную устойчивость, для изготовления часто применяется сплав железа и графита (серый чугун). Решётка обеспечивает доступ воздуха для поддержания горения, равномерное распределение топлива, а также отсев несгоревших остатков в зольник.

Люк для прочистки верхних ходов.

регулятор температуры может быть, как механическим (регулятор тяги), так и автоматическим (микропроцессорный контроллер). Для более комфортной и безопасной эксплуатации котла могут применяться дополнительные устройства: регулятор тяги, газовая горелка для розжига, термостатический клапан для предотвращения перегрева.

Конструктивной особенностью пеллетных котлов является обязательное наличие ёмкости (загрузочного бункера) для хранения и подачи пеллет в камеру сгорания посредством шнекового механизма. При этом время непрерывной работы котла зависит исключительно от объёма бункера и составляет в среднем от 3-7 суток. [8]

В зависимости от модели котла могут применяться различные способы сжигания пеллет. Ретортная горелка представляет собой стальную или чугунную чащу на поверхность, которой снизу подаётся топливо. В зону горения осуществляется подача воздуха, поддерживающего процесс горения и предотвращающего перегрев горелки. Могут использоваться как подвижные, так и неподвижные ретортные горелки. Подвижные (оборотные) позволяют эффективно сжигать топливо с большим содержанием золы, влаги и пыли.

КПД пеллетных котлов может составлять до 95% в зависимости от качества топлива и модели котла. Работа большинства котлов полностью автоматизирована и безопасна.

Пеллетные котлы являются энергозависимыми, так как для функционирования шнекового механизма, автоматического розжига и системы подачи воздуха необходимо наличие электроэнергии. [8]

2.2Блок управления котлом «ИСУ»

Современные автоматизированные системы управления котлами и котельными агрегатами, как по отдельности, таки идущие в сборе, являются собственностью производителей. Какая-либо информация о конструкции или программном обеспечении недоступна для аналитического обзора и принятия оптимального решения поставленной задачи.

При разработке собственной системы автоматического управления «ИСУ» был взят классический принцип работы отопительного котла, который реализует требуемый контроль и управление системы.

принцип работы:

система автоматического управления «ИСУ» должна выполнять автоматический контроль параметров и оперативное управление технологическим оборудованием в зависимости от значений параметров процесса производства тепловой энергии в котлах во всех режимах функционирования.

Исходя из вышесказанного, определяется ряд задач, которые должна решать автоматизированная информационная система управления котлом (ИСУ водогрейного котла) и его технологическим оборудованием в различных режимах эксплуатации.

2.2.1 Функции

-Система должна управлять подачей воздуха и топлива (пеллет) в горелку по заданному алгоритму.

- Поддерживать заданную температуру в котле4

- Иметь простой и интуитивно-понятный интерфейс управления для пользователя;

- Настройку параметров управления;

- Вывод информации о состоянии работы пользователю;

- Экстренное выключение в случае возникновения неисправностей;

- Контролировать систему циркуляции воды;

- Возможность работы с различными типами датчиков и исполнительных механизмов;

- Возможность ручного управления исполнительными механизмами непосредственно с панели управления.

Состав блока управления:

- Модуль микроконтроллера;

- Модуль ввода вывода информации;

- Модуль управления напряжения на силовых агрегатах;

- Модуль электропитания;

- Блок информационных датчиков;

- автоматическую систему экстренного отключения;

- Панель оповестительных индикаторов;

- Общий выключатель электропитания.

2.2.2Средства отладки

В качестве отладчиков для семейства LPC23xx возможно использование практически любого JTAG-отладчика, поддерживающего работу с ядром ARM7TDMI-S (Wiggler, Segger J-Link, MT-LINK и т.д.). 

Отладочная плата Keil MCB2300 поставляемая в двух вариантах: с микроконтроллером LPC2368 (TQFP-100) и микроконтроллером LPC2378 (TQFP-144), содержит два порта RS-232, малогабаритный звукоизлучатель, два порта CAN, знакосинтезирующий ЖКИ 16x2, порт USB Device, порт Ethernet, стандартный 20-выводный JTAG разъем для отладки и программирования, светодиоды, кнопки, потенциометр, приведена на рисунке 2.4. [7]

Рисунок 2.4 - отладочная плата MCB2300

Недорогая отладочная плата LPC-P2378 фирмы Olimex, Построенная на основе микроконтроллера LPC2378, содержит один порт RS-232, порт USB Device, порт Ethernet, стандартный 20-выводный JTAG-разъем для отладки и программирования, кнопки. Все доступные интерфейсы выведены на плате на внешние штыревые разъемы и дополнительный специальный разъем для подключения модулей, расширяющих круг решаемых задач: беспроводная связь, радиочастотная идентификация, воспроизведение MP3-контента и так далее данная плата приведена на рисунке 2.5. [6]



Рисунок 2.4 - отладочная плата LPC-P2378

Среды для разработки и отладки: Благодаря полной совместимости ядра микроконтроллеров LPC23xx с ядром AVR, выбор среды разработки и компилятора языка высокого уровня значительно упрощается и определяется ценой, возможностями, удобством, «привычностью» самой среды для разработчика.

2.3 Микроконтроллеры

Микроконтроллеры приобрели большую популярность, привлекая разработчиков достаточно выгодным соотношением таких показателей, как цена, быстродействие и энергопотребление. Кроме того важными параметрами являются удобные режимы программирования, доступностью программно-аппаратных средств поддержки и широкая номенклатура выпускаемых кристаллов. Микроконтроллеры этой серии используются в автомобильной электронике, бытовой технике, сетевых картах и материнских платах компьютеров, в мобильных телефонах нового поколения и т.д.

Рассмотрим несколько вариантов микроконтроллеров.

Особенности микроконтроллеров AVR в рамках единой базовой архитектуры AVR-микроконтроллеры подразделяются на три семейства:

- Tiny AVR дешевые и довольно простые по конструкции микроконтроллеры в 8-выводном исполнении;

- Classic AVR базовая линия микроконтроллеров;

- Mega AVR микроконтроллеры для сложных приложений, требующих большого объема памяти программ и данных.

Отличительные особенности:

- производительность, приближающаяся к 1 MIPS/МГц;

- усовершенствованная AVR RISC архитектура;

- раздельные шины памяти команд и данных, 32 регистра общего назначения

- Flash ПЗУ программ, с возможностью внутрисистемного перепрограммирования и загрузки через SPI последовательный канал, 1000 циклов стирание/запись;

- EEPROM память данных, с возможностью внутрисистемной загрузки через SPI последовательный канал, 100000 циклов стирание/запись;

- блокировка режима программирования; [6]

- встроенные аналоговый компаратор, сторожевой таймер, порты SPI и UART, таймеры/счетчики;

- полностью статические приборы - работают при тактовой частоте от 0 Гц до 20 МГц.

Общие сведения:

Фирма постоянно работает над совершенствованием своей продукции в следующих направлениях:

-в снижении удельного энергопотребления (мА/МГц);

- расширения диапазона питающих напряжений (до 1.8 В), что существенно для продления ресурса батарейных систем;

- увеличения быстродействия до 16 млн. операций в секунду;

- встройки в изделия реально-временных эмуляторов и отладчиков;

- реализации функции само программирования;

- совершенствования и расширения количества периферийных модулей;

- встройки специализированных устройств (радиочастотный передатчик, USB-контроллер, драйвер ЖКИ, программируемая логика, контроллер DVD, устройства защиты данных) и др

- Успех AVR-микроконтроллеров объясняется возможностью простого выполнения проекта с достижением необходимого результата в кратчайшие сроки, чему способствует доступность большого числа инструментальных средств проектирования, поставляемых, как непосредственно корпорацией Atmel, так и сторонними производителями. Ведущие сторонние производители выпускают полный спектр компиляторов, программаторов, ассемблеров, отладчиков, разъемов и адаптеров. Отличительной чертой инструментальных средств от Atmel является их невысокая стоимость. [6]

- Таким образом, AVR-микроконтроллеры представляют более широкие возможности по оптимизации производительности/энергопотребления, что особенно важно при разработке приложений с батарейным питанием. Микроконтроллеры обеспечивает производительность до 16 млн. оп. в секунду и поддерживают Flash-память программ различной емкости: 1… 256 кбайт.

Все приборы одного семейства AVR совместимы по исходным кодам и тактированию. Семейство обеспечено комплектом программ и системами отладки, включающими: макроассемблеры, отладчики/симуляторы программ, внутрисхемные эмуляторы, и отладочные устройства.

Характеристики ядра контроллера:

Основными характеристиками центрального процессора микроконтроллеров рассматриваемого семейства Classic являются:

- полностью статическая архитектура; минимальная тактовая частота равна нулю;

- АЛУ подключено непосредственно к регистрам общего назначения;

- большинство команд выполняется за один машинный цикл;

- многоуровневая система прерываний; поддержка очереди прерываний;

- от 3 до 16 источников прерываний (из них до 2 внешних);

- наличие программного стека.

Характеристики подсистемы ввода/вывода:

- программное конфигурирование и выбор портов ввода/вывода;

- каждый вывод может быть запрограммирован как входной или как выходной независимо от других;

- входные буферы с триггером Шмита на всех выводах;

- возможность подключения ко всем входам внутренних подтягивающих резисторов (сопротивление резисторов составляет 35…120 кОм);

- нагрузочная способность всех выводов составляет до 20 мА, что позволяет непосредственно управлять светодиодными индикаторами.

Периферийные устройства:

Микроконтроллеры семейства Classic обладают достаточно развитой периферией. Набор периферийных устройств, имеющихся в составе того или иного микроконтроллера, зависит от конкретной модели. Перечислим все периферийные устройства, так или иначе встречающиеся в микроконтроллерах семейства:

- 8-разрядный таймер/счетчик с предделителем (таймер Т0);

- 16-разрядный таймер/счетчик с предделителем (таймер Т1);

- 8-разрядный таймер/счетчик с возможностью работы в асинхронном режиме (таймер Т2);

- сторожевой таймер (WDT)

- одно- или двухканальный 8… 10-разрядный генератор сигнала с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ);

- одноканальный 8-разрядный генератор сигнала с ШИМ;

- аналоговый компаратор;

- 10-разрядный АЦП (6 или 8 каналов);

- полнодуплексный универсальный асинхронный приемопередатчик

- последовательный синхронный интерфейс SPI.

- Архитектура ядра

Ядро является «сердцем» микроконтроллеров AVR. Оно выполнено по усовершенствованной RISC (enhanced RISC) архитектуре, в которой используется ряд решений, направленных на повышение быстродействия микроконтроллеров. Схематическое упрощенное изображение ядра показано на рисунке 2.5. [6]

Рисунок. 2.5 - Архитектура ядра микроконтроллеров AVR

Далее рассмотрим особенности микроконтроллеров PIC которая производит фирма MicrochipTechnology.Эта фирма представляет нам серию микроконтроллеров PIC16ХXX,

это 8-pазpядные микроконтроллеры с сокращенным набором команд (RISK), имеют двухшинную Гарвардскую архитектуру,

за счет чего имеют большую скорость выполнения инструкций (команд), которых у них всего 35. Одна команда выполняется за

4 такта (кроме условных команд перехода, они за 8),

тактовой частоты, то есть, при частоте тактирования 1 МГц, скорость выполнения одной команды 4 мкс. Также существует специальная серия, предназначенная для применения в готовых изделиях, которые полностью готовы к работе. Они предназначены для однократного программирования, выпускаются в более дешевом пластиковом корпусе. Это позволяет несколько уменьшить цену. [4]

Достоинства:

Увеличивает число внутренних соединений между периферией и портами ввода-вывода

Добавляет аппаратные функции и сохраняет место на печатной плате

Программное управление комбинационной и последовательной логики - эффективное создание программируемых логических элементов

Программно-управляемые логические функции уменьшают размер кода и не требуют процессорного времени.

Примеры использования:

-Модуляция данных;

- Последовательная выдача питания;

- Декодеры Манчестер/IrDA;

- Импульсные источники питания;

- Логика общего назначения;

- умные системы управления;

Пример: повышающий регулятор с аналоговой обратной связью представлен на рисунке 2.6.

Рисунок 2.6 - регулятор с обратной связью

Данное семейство микроконтроллеров используется в основном для периферийных устройств. [7]

Завершают краткий обзор, семейство мощных микроконтроллеров ARM.

На смену известным микроконтроллерам серии LPC21xx на базе ядра ARM7TDMI пришла новинка. Новое семейство микроконтроллеров LPC2364/66/68/78 фирмы NXP Semiconductors, обладающее большей производительностью и большим количеством интерфейсов, удовлетворяет требованиям разработчиков современной электроники. Преимуществам нового семейства посвящен предлагаемый обзор, представлен в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - сравнительные характеристики микроконтроллеров LPC23xx

Тип	Флэш память	ОЗУ, кБ	Ether net	Mini Bu	USB	CAN	UART	I2C	SPI	SSP	SD/MMC	АЦП	ЦАП	°С	Корпус
LPC2364FBD100	128	34	1	0	1	2	4	3	1	2	Нет	6	1	-40...85	LQFP-100
LPC2366FBD100	256	58	1	0	1	2	4	3	1	2	Нет	6	1	-40...85	LQFP-100
LPC2368FBD100	512	58	1	0	1	2	4	3	1	2	Есть	6	1	-40...85	LQFP-100
LPC2378FBD144	512	58	1	1	1	2	4	3	1	2	Есть	8	1	-40...85	LQFP-144

Микроконтроллеры снабжены двойной высокоскоростной шиной (AHB) для обеспечения независимой работы периферийных устройств с высокой пропускной способностью. Важной особенностью данного подсемейства является то, что в нем объединено наибольшее число востребованных интерфейсов: 10/100 Ethernet MAC, UART, CAN, SPI, SSP, I2C, I2S, USB 2.0 Device/Host (OHCI-совместимый). Почти для каждого из указанных интерфейсов возможно работа в режиме прямого доступа к памяти (DMA), что позволяет в значительной степени увеличить производительность приложений на основе LPC23xx, пример реализации изображен на рисунке 2.7.



Рисунок 2.7- Внутренняя структурная схема микроконтроллеров семейства LPC23

Отличительные особенности семейства LPC23xx:

- ARM7TDMI-S процессор, работающий на тактовой частоте до 72 МГц;

- до 512 кбайт встроенной Флэш-памяти программ;

- до 64 кбайт высокоскоростного статического ОЗУ;

- по 16 кбайт статического ОЗУ для Ethernet и USB интерфейсов, с возможностью использования в качестве ОЗУ общего назначения; [9]

- сдвоенная система шин AHB, которая обеспечивает бесконфликтную одновременную работу Ethernet DMA, USB DMA и исполнение программы из встроенной флэш-памяти;

- контроллер внешней памяти, поддерживающий работу с микросхемами flash, статической, динамической и постоянной памяти;

- AHB DMA-контроллер общего назначения (GPDMA), который может быть использован с SSP интерфейсом, I2S-портом, интерфейсом для карт SD/MMC, а также для ускорения переноса содержимого памяти;

- последовательные интерфейсы:

- 10/100 Ethernet MAC-блок с контроллером DMA, использующий MII-(MediaIndependentInterface) или RMII- (reduced MII) протокол и встроенную MIIM- (MediaIndependentInterfaceManagement) последовательную шину для связи с внешней микросхемой физического уровня Ethernet PHY;

- USB Device, Host (OHCI совместимый) и OTG блоки с DMA и со встроенными физическими уровнями (PHY);

- четыре UART со встроенными тактовыми генераторами и с буферами FIFO, один из которых - с полной поддержкой модемного контроля, и один - с IrDA поддержкой;

- CAN 2.0B-контроллер с двумя каналами;

- SPI-контроллер;

- два SSP-контроллера с буферами FIFO;

- три I2C-интерфейса;

- I2S-интерфейс для цифровых аудио входов или выход.

вспомогательная APB периферия:

-Интерфейс карт памяти SecureDigital (SD)/MultiMediaCard (MMC);

- 10-разрядный высокоскоростной (время преобразования 2,44 мкс) АЦП с мультиплексированием на восемь каналов, для каждого из которых смотрен индивидуальный регистр результата преобразования; [9]

- 10-разрядный высокоскоростной ЦАП с буферизированным выходом;

- четыре таймера общего назначения с четырьмя входами захвата и четырьмя выходами сравнения. Каждый из таймеров содержит внешний счетный вход;

-два ШИМ-модуля, каждый с поддержкой управления трехфазным двигателем и с возможностью установки программируемого защитного интервала, каждый модуль также имеет внешний счетный вход;

- полноформатные часы реального времени (RTC) со встроенным статическим ОЗУ емкостью 2 кбайт, с индивидуальным внешним выводом питания и возможностью выбора источника тактирующих импульсов: либо с выхода программируемого делителя частоты периферийной шины, либо от часового кварца 32768 Гц;

- сторожевой таймер, который может тактироваться от встроенного RС-генератора, RTC-генератора или от периферийной шины;

-единое напряжение питания 3,3 В;

-четыре режима снижения энергопотребления: Idle, Sleep,PowerDown, и DeepPowerdown;

-четыре входа внешних прерываний;

-детектор снижения напряжения питания с разными уровнями прерывания и ускоренного сброса;

-сброс по включению питания;

-встроенный кварцевый генератор на диапазон частот от 1 до 24 МГц; встроенный RC-генератор с тактовой частотой 4 МГц;

- встроенная ФАПЧ: позволяет процессору работать с максимальной производительностью без использования высокочастотных кварцевых резонаторов; источником тактового сигнала ФАПЧ может служить как основной генератор, так и встроенные RC- и RTC-генераторы;

-промышленный температурный диапазон: -40...85°С;

-корпус: LQFP100, LQFP144.

Подведем итоги аналитического обзора, и сделаем выводы.

Несмотря на привлекательность и многозадачность микроконтроллеров ARM, главным критерием отказаться от использования в проекте отладочных плат на основе микроконтроллеров ARM, послужило отсутствие необходимости использования столь широких возможностей микроконтроллеров.

Оптимальным решением стал выбор микроконтроллеров AVR, за оптимальные показатели и широкие возможности дешёвых возможностей расширения на базе отладочных плат.

3. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Для программирования AVR-микроконтроллеров существует немало средств разработки, основным языком программирования является стандартный C++, с использованием вложенных библиотек низко уровневых языков, для согласования и отладки программируемого периферийного оборудования также (используется компилятор AVR-GCC).

ведется целиком через собственную программную оболочку (IDE), В этой оболочке имеется текстовый редактор, менеджер проектов, препроцессор, компилятор и инструменты для загрузки программы в микроконтроллер. Оболочка написана на Java на основе проекта Processing, работает под Windows, Mac OS X иLinux.

Основными инструментами для программирования микроконтроллеров являются AmtelStodioи Arduino СС.

Среда разработки скомпонована с библиотекой AVR Libc и позволяет использовать любые ее функции. Вместе с тем он прост в освоении, и на данный момент -- это, пожалуй, самый удобный способ программирования устройств на микроконтроллерах, платформа представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 - AmtelStodio

Как и на многих других платформах, возможности среды программирования Arduino могут быть существенно расширены за счет использования библиотек. Библиотеки расширяют функциональность программ и несут в себе дополнительные функции, например, для работы с аппаратными средствами, функции по обработке данных и т.д. Ряд библиотек устанавливается автоматически вместе со средой разработки, также для согласования оборудования собственной разработки предусмотрено написание собственных библиотек, для работы непосредственно с железом.

Библиотека в Ардуино это не что иное, как дополнительный класс. Поэтому, прежде всего, необходимо определить функции для библиотеки как класс.

Библиотека должна иметь как минимум два файла:

-заголовочный файл (расширение. h);

-файл с исходным кодом (расширение .cpp).

В первом файле содержится описание самого класса, переменные, константы. Кода программы здесь нет. А второй файл содержит программный код методов. Разрабатывать и редактировать файлы библиотеки можно в любой среде разработки для C++ или в текстовом редакторе, желательно с подсветкой синтаксиса.

библиотеки, использованные в проекте разработки «ИСУ»:

- EEPROM - чтение и запись в "постоянную" память

- UTFT - для вывода текста, изображений и графических примитивов

-Wire - библиотека для работы с двухпроводным интерфейсом (TWI/I2C), позволяющим принимать или отправлять данные между сетью устройств или датчиков.

-DateTime - библиотека для отслеживания в программе текущей даты и времени.

4. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА «ИСУ»

Структурная схема отображает состав основных модулей и элементов системы, интерфейсные связи между модулями и структуру питания составляющих компонентов.

Структурная схема содержит:

- модуль микроконтроллерас индикаторами (работа\авария);

- модуль LCD дисплея ввода-вывода;

- модуль блока питания (с индикатором (сеть);

- аварийный механический выключатель термостат;

- органы управления - выключатель сети;

- блок реле управления двигателем Т1;

- управляемый блок мощности двигателя Т2;

- управляемый блок мощности двигателя Т3;

- датчик температуры дымовых газов;

- датчик температуры воды в первом контуре;

- цепь питания модулей через выключатель с предохранителем.

Схема приведена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1-структурная схема

5. ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ «ИСУ»

Проектируя автоматизированную информационную систему управления отопительным котлом, «ИСУ» необходимо выбрать следующие элементы:

отладочную плату на микроконтроллере.

LCD дисплей с тачскрином.

Понижающий Блок питания для отладочной платы.

Датчик температуры в контуре теплообменника котла.

Датчик температуры в подающем шнеке (датчик прогорания пеллет)

Датчик дымовых газов.

Два магнитных реле для силовых агрегатов до 2 Квт.

Управляемый Мк диммер (устройство регулирования мощности) до 2Квт.

Начиная выбор отладочных плат мой выбор пал на довольно заурядную модель из всего многочисленного семейства отладочных плат,

MegaADKпредставлена на рисунке 5. 1. [12]

Рисунок 5.1- MegaADK

MegaADK имеет следующие характеристики:

- рабочее напряжение	5В;
- напряжение питания	7-12В;
- напряжение питания	6-20В;
- цифровые входы/выходы	54 ;
- аналоговые входы	16;
- максимальный ток одного вывода	40 мА;
- максимальный выходной ток вывода	3.3V ;50 мА;
- Flash-память	256 КБ;
- SRAM	8 КБ;
- EEPROM	4 КБ;
- тактовая частота	16 МГц;

MegaADK имеет следующие входы и выходы каждый из 54 цифровых выводов Mega, используя функции pinMode(), digitalWrite(), и digitalRead(), может настраиваться как вход или выход. Выходы работают при напряжении 5 В. Каждый вывод имеет нагрузочный резистор (стандартно отключен) 20-50 кОм и может пропускать до 40 мА. Некоторые выводы имеют особые функции:

Последовательная шина:

- 0 (RX) и 1 (TX);

- последовательная шина 1: 19 (RX) и 18 (TX);

- последовательная шина 2: 17 (RX) и 16 (TX);

- последовательная шина 3: 15 (RX) и 14 (TX).

Внешнее прерывание:

- 2 (прерывание 0сек);

- 3 (прерывание 1сек);

- 18 (прерывание 5сек);

- 19 (прерывание 4сек);

- 20 (прерывание 3сек).

Данные выходы могут быть сконфигурированы на вызов прерывания либо на младшем значении, либо на переднем или заднем фронте, или при изменении значения. Подробная информация находится в описании функции attachInterrupt( ). [12]

Выход PWM:

-0 до 13. Любой из выводов обеспечивает ШИМ с разрешением 8 бит при помощи функции analogWrite().

SPI:

- 50 (MISO);

- 51 (MOSI);

- 52 (SCK);

- 53 (SS). 

Посредством данных выводов осуществляется связь SPI, например, используя библиотеку SPI. Также выводы SPI могут быть выведены на блоке ICSP, который совместим с платформами Uno, Duemilanove и Diecimila.

USB host:

-MAX3421E.

Связь Arduino с микросхемой MAX3421E осуществляется посредством шины SPI. При это задействованы следующие выходы.

Цифровые выходы:

- 7 (RST);

- 50 (MISO);

- 51 (MOSI);

- 52 (SCKLED: Встроенный светодиод,

- I2C (TWI);

- 20 (SDA);

- 21 (SCL). 

Посредством выходов осуществляется связь I2C (TWI. Расположение выводов на платформе Mega не соответствует расположению Duemilanove или Diecimila.

На Mega ADK имеется 16 аналоговых входов, каждый разрешением 10 бит (т.е. может принимать 1024 различных значения). Стандартно выводы имеют диапазон измерения до 5 В относительно земли, тем не менее имеется возможность изменить верхний предел посредством вывода AREF и функции analogReference().

Дополнительная пара выводов платформы:

AREF. Опорное напряжение для аналоговых входов. Используется с функцией analogReference().

Reset. Низкий уровень сигнала на выводе перезагружает микроконтроллер. Обычно применяется для подключения кнопки перезагрузки на плате расширения, закрывающей доступ к кнопке на самой плате Arduino. [12]

LCD дисплей с тачскрином.

Для осуществления максимального удобства и оперативного ввода\ вывода необходимой информации на панель управления «ИСУ» был подобран TFTLCD дисплей с разрешением 400х240 пикселей и встроенным сенсором приведен на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 - LCDTFTdisplay

Характеристики LCDTFT дисплея:

- Диагональ 3'2 Разрешение 320 х 240

- Соотношение сторон экрана 4: 3

- Углы обзора верх/низ/лево/право 45/65/65/65

- Яркость кд/м2 250

- Контрастность 500:1

- Ток потребления, мА 220

Монитор совместим с контроллерами Arduino Mega2560. Так как монитор работает с уровнями сигналов 3,3 В, несовместимыми с Arduino, необходимо использовать преобразователь уровней нам понадобится несколько микросхем 74hc541pw. Микросхема изображена на рисунке 5.3.[12]

Рисунок 5.3 -74hc541pw

3) Понижающий блок питания.

Блок питания Робитон 600 изображен нарисунке5.4.

Рисунок 5.4 - блок питания Робитон 600

Технические характеристики блока питания:

- очень легкий и компактный;

- соответствует последним стандартам: сниженное энергопотребление и высокий КПД;

- защита от перегрузок;

- защита от короткого замыкания;

- Тип электросхемы- Импульсный;

- Напряжение питания: 100В-110В, 220В-240В;

Выходной ток (макс.): 600 мА; [12]

Этот продукт является результатом последних разработок ROBITON, нацеленных на повышение эффективности использования и экономии электроэнергии. Импульсные блоки питания ROBITON серии ImpulseEfficient обладают улучшенными характеристиками и сниженным энергопотреблением. на 95% сокращены потери электроэнергии в режиме ожидания и до 70% эффективней по сравнению с трансформаторными блоками питания

Это импульсные блоки питания - блоки питания на основе принципиально новой схемы. У них более высокий КПД по сравнению с традиционными блоками питания. И большие значения тока при меньшем размере корпуса. Данная схема также обеспечивает автоматическую защиту от короткого замыкания и защиту от перегрузок. При этом они значительно легче и компактней, чем обычные блоки питания. Это самые современные блоки питания для современной техники! [10]

4-5) датчик температуры теплоносителя.

Датчик температуры герметичный ИПТГ (выход 4-20 мА) рисунок 5.5

Рисунок 5.5- ИПТГ

Датчик температуры герметичный ИПТГ предназначен для измерения температуры жидких и газообразных сред. Датчик имеет простую конструкцию и небольшие габариты. Датчик выполнен в металлическом корпусе со степенью защиты IP54. Выходной сигнал 4- 20 мА. Диапазоны измерения в пределах от -50°С до 200°С. [12]

6) Датчик температуры шнека.

Датчик температуры герметичный IFM Electronic, рисунок 5.6.



Рисунок 5.6-IFM Electronic

Датчик температуры герметичный IFM Electronic предназначен для измерения температуры жидких и газообразных сред. Датчик имеет простую конструкцию и небольшие габариты. Датчик выполнен в металлическом корпусе со степенью защиты IP64. Выходной сигнал 4- 20 мА. Диапазоны измерения в пределах от 0°С до 600°С.

7) магнитное реле силовыми агрегатами.

Миниатюрное реле; 2 перекидных контакта 8А (~ 230В AC) рисунок 5.7.

Рисунок 5.7 - релле

Характеристики магнитного реле:

	- кол-во контактов 2 перекидных; - Номинальный ток 8А; - Номинальное/максимальное напряжение 250/400В; - Номинальная нагрузка для AC1 2000ВА; - Номинальная нагрузка (230В~) 400ВА; - Отключающая способность DC1: 30/110/220 8/0,3/0,12ВА; - Допустимая мощность однофазного двигателя 2кВт; - Минимальная нагрузка на переключение 300мВт; - Напряжение питания 230В; - Сопротивление катушки 28000 Ом; - Номинальный ток катушки 5мА;

8) Диммер контроля мощности.

Предлагаемые на рынке Диммеры под управлением микроконтроллеров, неимоверно дорогие и поэтому было принято самостоятельно собрать устройство управления мощности двигателя подачи воздуха в камеру сгорания котла, принципиальная схема приведена на рисунке 5.8.

Рисунок 5.8 принципиальная схема диммера

сеть 220в идет к диодному мосту через два резистора 30кОм, который выдает двухфазный выпрямленный сигнал на оптрон 4N25. Светодиод в этом оптроне при низком уровне работает на частоте 100 Гц, а на коллекторе выходит сигнал высокого уровня с частотой 100 Гц в соответствии с синусоидальной волной. Сигнал с 4N25 подается на прерывающий вывод в Arduino (или другого микропроцессора). Программа прерываний дает сигнал определенной длины на один из портов ввода/вывода. Сигнал с порта ввода/вывода сигнала уходит в нашу схему и открывает светодиод в MOC3021, который запускает оптотиристор. Светодиод последовательно MOC3021 указывает, проходит ли ток через MOC3021. [9]

Необходимые материалы:

Детектор пересечения нуля, 4N25 или H11AA11, резистор 10кОм, мостовой выпрямитель 400В, 2x резистор 30кОм 1/2 Вт (Скорее всего на каждом резисторе будет рассеиваться 200mW), 1 разъем, стабилитрон 5,1В (опционально, драйвер лампы, светодиод, MOC3021, резистор 220 Ом (я использовал 330 Ом, и всё хорошо работало), резистор 470 Ом-1кОм (Я з закончил с использованием 560 Ом, и всё хорошо работало), семестр TIC2061 разъем 1-4, кусок текстолит 6Ч3см.

Печатная плата сетевого диммера показана на рисунке5.9.

.

Рисунок 5.9 - печатная плата сетевого димммера

6. ОБЩАЯ ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА

Рисунок 6.1 - общая принципиальная схема блока «ИСУ»

7. РАЗРАБОТКА БЛОК СХЕМ АЛГОРИТМОВ РАБОТЫ «ИСУ»

Задачей разработки «ИСУ» является построение модели производственных процессов, а также процессов сбора и обработки информации о ходе этих процессов.

Система управления пеллетным котлом должна выполнять автоматический контроль параметров и оперативное управление технологическим оборудованием в зависимости от значений параметров процесса производства тепловой энергии в котлах во всех режимах функционирования. Исходя из вышесказанного, определяется ряд задач, которые должна решать автоматизированная система управления котлом (АСУ водогрейного котла) и его технологическим оборудованием в различных режимах эксплуатации.

При подготовке котла к запуску система должна осуществлять:

- проведение проверок исправности технологического оборудования;

- проведение замеров параметров;

- подачу воздуха на горение;

- подачу топлива.

Для предотвращения вывода из строя котла и обеспечения безопасности «ИСУ» водогрейного котла должна блокировать розжиг котла в следующих случаях:

при обнаружении неисправности оборудования и нарушении технологического процесса;

при отсутствии необходимого разряжения в топке;

В зависимости от условий работы и характера выполнения исполнительных команд система может реализовывать следующий режим работы: пеллетный котел микроконтроллер алгоритм

- Автоматический - управление МК. В данной системе управления в БД хранятся указания на автоматические действия, которые выполняются в определенных ситуациях;

- Ручной - управление оператором с панели МК.

Цель работы создать алгоритм работы отопительного котла заключается, в техническая реализация контроля и наиболее процесса при использовании датчиков температуры, силовых агрегатов. Сигнал от которых поступает на МК, который управляет исполнительным механизмом.

В общем случае все режимы функционирования технологического процесса управления котлом можно разделить на следующие группы:

- Розжиг;

-стабилизация;

- Основной режим;

- Останов.

Для корректной работы необходима инициализация начальных параметров. Должна быть проверка аварийных состояний и диагностика исполнительных устройств и механизмов, проведение замеров параметров.

В основном режиме производится опрос датчиков, по данным от которых производится регулирование с учетом начальных параметров. Для предотвращения вывода из строя и обеспечения безопасности «ИСУ» водогрейного котла должна блокировать розжиг котла в аварийных случаях.

Функционирование объекта можно представить алгоритмом, который отображает работу системы. Каждый блок представляет собой отдельную подпрограмму-алгоритм.

8. ОБЩАЯ БЛОК СХЕМА

Описание алгоритма работы системы:

- включение сети электропитания блока управления запускает инициализацию оборудования, производится опрос всех портов и выходов на периферию, запуск модулей управления системой.

-после инициализации оборудования, производится снятие фактических данных с датчиков контроля состояния системы и вывод на пользовательский дисплей.

-затем определяется готовность системы, по готовности система переходит в режим розжига котла или останавливает работу котла

-если система не готова к началу работы система переходит в режим ожидания пользовательских настроек.

-в режиме ожидания пользовательских настроек система ждет подтверждения ввода необходимых настроек и команды запуск системы.

-получив подтверждение о запуске с пользовательского меню, система переопределяет готовность и запускает режим розжига.

-в режиме розжига по истечении 15 мин реального времени температура выходных газов не достигается необходимого значения система автоматически переходит в режим остановки котла, если по истечении времени температура выходных газов достигает необходимого значения, то система переходит стабилизации работы системы.

-в режиме стабилизации работы системы, система регулирует процесс до достижения необходимого значения выходных газов для перехода в рабочий режим системы регулирования.

-рабочий режим системы автоматически поддерживает заданный темп и требуемую температуру энергоносителя, отслеживая все необходимые значения для корректной работы системы.

-при снижении температурного порога нормальной работы котельного оборудования, система автоматически выходит в режим остановки котла.

-По достижении остановки котла система выходит в режим ожидания команд пользователя.

Некоторые блоки в схеме алгоритма работы имеют свои внутренние процессы и алгоритмы, они будут описаны в следующем разделе.

Графическая блок схема основного процесса регулирования котлом изображена на рисунке 8.1.

Рисунок 8.1-общая блок схема

9. РАЗРАБОТКА БЛОК СХЕМ ПОДПРОГРАММ

Необходимые для стабильной работы блоки основного процесса регулирования системы представляют собой отдельные программы или процессы диагностики и регулирования процесса работы системы:

-инициализация оборудования «ИСУ»;

-режим розжига;

-режим стабилизации;

-режим регулирования процесса работы «ИСУ»;

-режим остановки «ИСУ»

Разберем процесс инициализации LCD дисплея.

для инициализации оборудования необходимо использования библиотек ил написания собственных библиотек, что значительно снижает используемый объём памяти процессора управления.

В начале необходимо определить требуемые для подключения контакты выбранного LCD модуля. Контакты изображены на рисунке 9.1.

Рисунок 9.1- контакты LCD модуля

Описание контактов электропитания:

-VCC напряжение питания модуля. помощью 3.3V; У меня в схеме модуль и микроконтроллер питаются одним напряжением 3.3V, что обеспечивает нормальный обмен данными;

- GND общий вывод (земля);

- LED-A анод подсветки LCD дисплея, подключается через токоограничивающий резистор, при питании 3,3V.

Выводы управления графическим контроллером:

- [DB15, DB0] (DataBus) - 16-разрядная шина данных/команд;

- RS (RegisterSelect) -пин с помощью которого можно переключаться между регистрами данных (GRAM) и регистрами команд (InstructionRegisters), в даташите он называется D/C;

- WR (Write) - строб записи данных/команд;

- RD (Read) - строб чтения данных/параметров;

- REST (Reset) - сброс графического контроллера;

- CS (ChipSelect) - активация/дезактивация графического дисплея.

Для того чтобы отправить данные надо выполнить следующую последовательность действий:

-на ножке D/C выставляем единицу говорим, что будем слать данные;

-на ножке RD выставляем единицу, чтобы точно записывать;

-активируем чип, устанавливая на ножке CS нуль;

-выдаем на шину данные, в нашем случае это два порта;

-на ножке WR выставляем единицу;

-ждем несколько микросекунд;

-на ножке WR выставляем нуль;

-на ножке CS выставляем единицу, деактивируем чип.

Блок схема алгоритма инициализации графически изображена на рисунке 9.3.

Рисунок 9.3 -блок схема инициализации LCD дисплея

Разработанный код приведен в приложении А на странице.

Разберём следующие самостоятельные процессы розжиг, стабилизация и рабочий режим.

Режим розжига предназначен эффективно регулировать начало процесса работы системы, избегая непредвиденного затухания горелки, что может повлечь нарушение работы системы.

Алгоритм режима розжига представляет собой совокупность необходимых действий для корректного начала процесса регулирования:

Согласно настройкам пользователя, включается вентилятор в режиме розжига, затем система включает подачу топлива в режиме розжига (если процесс розжига контролируется пользователем предварительно нажав на дисплее кнопку ручной подачи пеллет, заполнив горелку пеллетами.)

- режим розжига продолжается до достижения одного из условий данного режима:

-остановка;

-переход в режим стабилизации процесса горения;

Алгоритм режима работы розжига графически изображен на рисунке 9.4.

Рисунок 9.4- алгоритм режима розжига

- режим стабилизации предназначен эффективно регулировать процесс стабилизации работы системы, режим стабилизации выводит процесс горения на заданный пользователем рабочий режим горения.

Алгоритм режима стабилизации включает и выключает силовые агрегаты согласно настройкам пользователя до достижения условий и переходит в рабочий режим.

алгоритм графически изображен на рисунке 9.5.

Рисунок 9.5 - алгоритм стабилизации

Рабочий режим регулирования «ИСУ» предназначен для длительного поддержания горения, контролируя процесс и в случае необходимости, остановить работу и перевести систему в режим остановки котла.

Алгоритм рабочего режима «ИСУ» включает и выключает силовые агрегаты согласно настройкам пользователя, опрашивая датчики температуры выходных газов, воды в котле и датчик нагрева шнека. При достижении одного из условий посылается сигнал запуска режима остановки.

Алгоритм рабочего режима графически изображен на рисунке 9.6.

Рисунок 9.6- алгоритм рабочего режима

-режим остановки котла предназначен для корректного завершения процесса горения.

Алгоритм режима остановки котла, отключает подачу шнека затем переводит вентилятор в режим остановки котла согласно пользовательским настройкам, опрашивает датчики температуры выходных газов и нагрева шнека, при повышении температуры шнека включает подачу согласно пользовательских настроек повторяет процедуру до достижения минимальной температуры выходных газов и посылает сигнал о полной остановке котла отключив все силовые агрегаты.

Алгоритм остановки котла изображен на рисунке 9.7.

Рисунок 9.7 -режим остановки котла

10. ОПИСАНИЕ ЯЗЫКА ПРОГРАММИРОВАНИЯ

В данном разделе описаны стандартные операторы и некоторые функции языка программирования, полную информацию следует изучить на сайте разработки языка программирования ардуино [5] Операторы.

- setup( );

- loop( );

Управляющие операторы

- if

- if...else

- for

- switch case

- while

- do... while

break

- continue

- return

- goto

Синтаксис

- ; (точка с запятой)

- {} (фигурные скобки)

- // (одностроковый коментарий)

- #define

- #include

Типы данных

- void

- boolean

- char

- unsigned char

- byte

- int

- unsignedint

- word

- long

- unsigned long

- short

- float

- double

- string - массив символов

- String - объект

Библиотеки

- EEPROM

- SD

- SPI

- SoftwareSerial

- Wire

Цифровойввод/вывод

- pinMode()

- digitalWrite()

- digitalRead()

Время

- millis()

- micros()

- delay()

11. РАЗРАБОТКАПРОГРАММНОГООБЕСПЕЧЕНИЯ

Программное обеспечение для информационной системы управления отопительным котлом, представляет собой графический интерфейс и исполнительную программу устройства.

11.1 Разработка графического интерфейса

Графический интерфейс системы включает все необходимые для работы компоненты:

-информативное меню;

-кнопки навигации и ввода данных;

Интерфейс должен принимать от пользователя необходимые данные и передавать исполнительной программе. Графический интерфейс должен быть интуитивно понятным для пользователя и выдавать необходимую информацию для корректной работы системы.

при проектировании рабочего интерфейса программы ставится задача построить интуитивно понятную и информативную графическую оболочку, обладающую необходимой функциональностью для пользователя обеспечивающую корректную работу системы.

Также при проектировании графического интерфейса является не мало важным требование максимального формализованного обмена данными между пользователем и рабочей программой. Таким образом проектирование интерфейса, важная и не легкая задача.

Графический интерфейс должен уметь:

-должен выводить на дисплей фактические значения настроек сисетмы;

-позволять пользователю вносить и изменять необходимые данные;

-оповещать пользователя об ошибках;

-графический интерфейс не должен допускать недопустимые для системы данные и оповещать пользователя об ошибке;

Формальная модель графического интерфейса строится по средствам среды разработки программирования микроконтроллеров ардуино используя библиотеки графических примитивов и блок- элементов.

Для построения графического интерфейса подойдет любая TFT библиотека, позволяющая построить простые примитивы и фигуры для вывода на экран дисплея.

использованы следующие команды библиотек с помощью которых формируются элементы графического интерфейса:

-------------------------------------------------------------------------------------------------