Czas odgrywa bardzo ważną rolę w naszym życiu, pozwala nam określić, kiedy mamy wstać do pracy lub kiedy rozpocznie się lato. Elektronika w pomiarze czasu odgrywa bardzo ważną rolę, gdyż dzięki niej możemy mierzyć czas coraz dokładniej
Czas jest stosowany podczas sterowania, ponieważ często podczas programowania mikrokontrolerów, chcemy, aby nasze funkcje wykonywały się po określonym czasie lub zdarzeniu.
W automatyce jest tak samo. Programując zaawansowane systemy sterujące, określamy jaka czynność ma nastąpić i w jakim czasie ma zostać wykonana
W tym artykule omówimy komponenty, które są odpowiedzialne za sterowanie układów automatycznych i półautomatycznych z użyciem czasu.
Zegar astronomiczny
Najpierw omówimy dosyć ciekawy sterownik, zwany zegarem astronomicznym. Sama nazwa kojarzy się z słynnym zegarem, który znajduje się w Pradze. Zegary astronomiczne działają na podobnej zasadzie .
Zasada działania
Sterownik ten wykorzystuje położenie słońca i dzięki temu potrafi dokładnie określić, kiedy ma się włączyć, a kiedy wyłączyć. Najlepszym zastosowaniem oraz zrozumiałym przykładem z naszego życia są lampy przydrożne. Włączają się one o określonej porze i tak samo wyłączają. Zwróćmy uwagę, że noce czasami są krótsze, a czasami dłuższe, dlatego też stosuje się sterowniki czasowe, zwane też zegarami astronomicznymi by dokładnie określały, kiedy następuje noc, a kiedy słońce góruje na niebie.
Podsumowując, zegar ten wymaga następujących informacji, aby działał poprawnie:
- bieżąca data
- współrzędne geograficzne miejsca, w którym się znajduje.
Na podstawie tych danych potrafi dokładnie określić, kiedy ma włączać oraz wyłączać zasilanie w układzie i o jakiej godzinie ma to nastąpić. Ponieważ występuje takie coś jak zmiana czasowa.
Dodatkowe Funkcje
Zegar posiada trzy główne tryby pracy:
- automatyczny
- półautomatyczny
- ręczny.
Nietrudno się domyślić, że w trybie automatycznym zegar wykonuje swoje cykle zgodnie z instrukcją. Instrukcja została oczywiście wcześniej wgrana przez programistę. Praca półautomatyczna charakteryzuje się tym, że program nadal jest wykonywany zgodnie z instrukcją, jednak możemy ingerować w niego podczas jego wykonywania.
Praca ręczna działa jak przełącznik klawiszowy, przełączamy go fizycznie, światło będzie świecić dopóki go ręcznie nie zgasimy lub nie zmienimy trybu pracy.
Astronomiczny wschód i zachód słońca lub zmierzch i świt cywilny
Zegar posiada dwie funkcje, dzięki którym może określać kiedy jest noc, a kiedy jest dzień. Astronomiczny wschód i zachód pozwala na włączenie światła, wtedy kiedy słońce rozpocznie zachodzenie za horyzont, czyli wtedy kiedy się z nim zetknie. Uwaga ta jest bardzo istotna, ponieważ zmierzch i świt cywilny pozwala na załączanie światła dopiero, wtedy kiedy 6/10 słońca zajdzie za horyzont. Jest to ogromna różnica. Dzięki tej informacji cały świat może zaoszczędzić wiele energii elektrycznej oraz pieniędzy na jej wytworzenie.
Programowanie
Wcześniej wspominaliśmy, że program wykonuje pewne polecenia zgodnie z instrukcją, która została wcześniej wgrana przez programistę. Cała operacja konfiguracji i wgrywania programu odbywa się za pomocą prostego programu, a dokładniej aplikacji na telefon.
Dzięki aplikacji bez problemu możemy przygotować nasze spersonalizowane konfiguracje oraz program, który chcemy wgrać w trybie offline. Oznacza to, że nie musimy bezpośrednio łączyć się z naszym zegarem. Po przygotowaniu danych do wgrania, możemy się połączyć z naszym sterownikiem za pomocą protokołu NFC. Następnie wgrać do niego spersonalizowane ustawienia.
Film
Poniżej zamieszczamy film instruktażowy.Pokazuje on jak podłączyć ów moduł. W filmie znajdziecie dokładny opis najważniejszych funkcji zegara sterującego.
Zastosowanie
W każdym artykule staramy się pokazać Wam ciekawe zastosowania, dla przedstawionego urządzenia. Jeśli chodzi o zegar astronomiczny to jest to bardzo ciekawe urządzenie, które pozwala na jego wykorzystanie w najróżniejszych środowiskach.
Jednak naszym zdaniem bardzo dobrze sprawdziłby się w automatyce przemysłowej. Patrząc na jego funkcje, nasuwa się myśl, że najlepszym zastosowaniem tego urządzenia byłoby użycie go do sterowania oświetleniem, na drogach, w miastach itp. Oczywiście jest to bardzo dobre rozwiązanie i nawet można stwierdzić, że ekologiczne jeśli skorzystamy z trybu „zmierzch i świt cywilny”. Jednak tak jak stwierdziliśmy na początku można by go było zastosować również w przemyśle.
Często jest tak, że zakłady przemysłowe zaczynają pracę od rana, i niektóre maszyny wymagają dłuższego rozruchu, który jest niezbędny do wykonywania określonej pracy. Wszystko to może się dziać dzięki funkcji ręcznego ustawiania czasu włączania np. maszyn.
Co by się stało jakby ten rozruch był sterowany automatycznie za pomocą tego oto zegara? Pracownicy wchodzący na halę przemysłową mieliby już do dyspozycji gotowe maszyny do pracy. Oczywiście jest dużo maszyn, które wymagają nadzoru, ale to też da się nadrobić sztuczną inteligencją. Pisząc to teraz zależy nam na przesłaniu pewnej idei. Jesteśmy świadomi, że idea ta przyniesie wiele problemów z realizacją, lecz pomysł jest ciekawy i godny zwrócenia na niego uwagi.
Zegar programowalny tygodniowy
Czasami podczas sterowania chcemy, aby oświetlenie włączało się kilka razy dziennie i na przykład chcemy wykluczyć jeden dzień z harmonogramu tygodnia.. Z pomocą przychodzi nam zegar programowalny, który posiada funkcję programowania tygodniowego.
Działanie
Zegar ten pracuje w cyklu jednego tygodnia i potrafi przyjąć aż 500 kroków programu. Jest to naprawdę sporo.
Zegar posiada również zewnętrzne przyciski, które pozwalają na przerwanie cyklu i jego ponowne uruchomienie.
Dodatkowe Funkcje
Tryby pracy
Sterownik posiada dwa tryby pracy, automatyczny i ręczny. W trybie automatycznym wykonuje on wcześniej zaprogramowane czynności w ciągu tygodnia. Po upływie 7 dni rozpoczyna cykl pracy od nowa. W trybie ręcznym możemy włączać go i wyłączać, przy użyciu aplikacji lub fizycznie przy sterowniku.
Automatyczne przełączanie czasu
Sterownik posiada funkcję przełączania czasu między letnim, a zimowym. Pozwala to na korzystanie z jednego programu w ciągu całego roku.
Programowanie
Programowanie odbywa się za pomocą specjalnej aplikacji na telefon. Łączenie się z aplikacją odbywa się za pomocą protokołu NFC. Tak jak w przypadku zegara astronomicznego możemy, przygotować spersonalizowany program w trybie offline, a później wgrać go do sterownika gdy będziemy online.
Film
Poniżej zamieszczamy film instruktażowy.Pokazuje on jak podłączyć ów moduł i opisuje dokładnie każde z najważniejszych funkcji.
Zastosowanie
To ciekawe urządzenie, które może być odpowiedzialne za wiele interesujących funkcji, nie tylko w przemyśle, ale także w prywatnym domu, hotelu, czy też restauracji. Wcześniej pisaliśmy o zastosowaniu naszego zegara astronomicznego w przemyśle. Teraz warto pokazać zastosowanie zegara tygodniowego w automatyce domowej.
Jak sami wiecie, człowiek w życiu wykonuje pewne rutynowe czynności.
Załóżmy, że nasz zegar odpowiedzialny jest za sterowanie ogrzewaniem podłogowym.Wstajemy o 5:20, aby zdążyć na 6 do pracy. Nasz zegar został zaprogramowany tak, aby od poniedziałku do piątku wysłał informację do systemu grzewczego, aby rozpoczął nagrzewanie podłogi od godziny 5:00 do 5:30, a w sobotę i niedzielę nagrzewał od godziny 8:00 do 9:00. Dzięki temu oszczędzamy na paliwie grzewczym oraz możemy być pewni, że kiedy wstaniemy to nasza podłoga będzie miała odpowiednią temperaturę.
Zegar programowalny szkolny
Każdy kiedyś chodził do szkoły. Pamiętacie jeszcze dźwięk dzwonka ogłaszającego przerwę? Zastanawialiście się kiedyś jak taki dzwonek działa? Jaki system odpowiedzialny jest za to, że dzwonił on w odpowiednich godzinach?
Działanie
Sterownik zegarowy szkolny jest specjalnie przystosowany, aby załączać takie urządzenia jak dzwonki lub podobne urządzenia, które wymagają krótkiego włączenia w określonym czasie. Długość impulsu który może wygenerować urządzenie może trwać od 1 sekundy aż do 99 minut i 59 sekund.
Dodatkowo przekaźnik posiada dwa niezależne przyłącza, które można osobno zaprogramować. Dzięki temu dzwonek na przerwę może działać w dwóch trybach. Lekcji normalnych oraz skróconych.
Dodatkowe Funkcje
Tryby pracy
Sterownik posiada dwa tryby pracy:
- automatyczny
- ręczny.
W trybie automatycznym wykonuje on wcześniej zaprogramowane czynności w ciągu tygodnia. Po upływie 7 dni rozpoczyna on cykl pracy od nowa. W trybie ręcznym możemy włączać go i wyłączać. Możemy to zrobić przy użyciu aplikacji lub fizycznie przy sterowniku.
Automatyczne przełączanie czasu
Sterownik posiada funkcję przełączania czasu między letnim a zimowym, pozwala to na beztroskie korzystanie z jednego programu w ciągu całego roku.
Zastosowanie
Jest to prosty system, służący głównie do sygnalizowania przerw w szkołach. Dobrym pytaniem jest czy jest to szczyt jego możliwości?
Naszym zdaniem nie, ponieważ sam producent twierdzi, że można go wykorzystać do innych urządzeń wymagających krótkiego włączenia w określonym czasie. Wróćmy więc do przemysłu, na hali produkcyjnej stoi maszyna wytłaczająca. Jej forma musi się nagrzewać co 30 minut do temperatury „X” przez 5 minut. Bardzo proste zadanie dla naszego zegara sterującego.
Nietrudno sobie wyobrazić inne zastosowania, a jeżeli macie ciekawe zastosowania opisanych wyżej zegarów sterujących. Pochwalcie się nimi w komentarzach
W artykule wykorzystaliśmy zdjęcia urządzeń dystrybuowanych przez przedsiębiorstwo F&F z Pabianic. Dziękujemy im za przesłanie nam elementów, wykorzystywanych w instalacjach elektrycznych.
