Seeeduino互換コントローラ（ATmega 328）のArduinoボードに基づいて6階建ての貨物用エレベーターの制御システムを作成する
たくさんの写真と手紙！
私は、貨物エレベーターを製造および設置する小さな会社で電気技師として働いています。 同様のプロファイルに従事している学生は、この作業を積極的に受け入れており、喜んで同意します。 創造性の観点では、そのような仕事はただの楽園です-誰も電気の問題にはならず、配線材料の選択（非常に高価ではないにしても）と完成品の販売方法（それだけがうまくいけば）の両方で完全な行動の自由があります。 注文の大部分は2つのストップを備えた最も単純なリフトに送られるため、この作業は困難とは言えず、経験のない学生でもすぐに関与します。
一般的に、 実験のための肥沃なフィールド！
原則として、すべての電気回路は、リレーを使用したプリミティブロジック上に構築された既製の回路に従って組み立てられます。 典型的なソリューションの主な要素は、電気ホイスト（ギアとドラムを備えたモーター、ケーブルが巻き付けられている）を起動する2つの磁気スターター（図のPVおよびPN）、フロアリミットスイッチ（K1およびK2）、スタートコントロールボタン（KN）です。安全回路（CD）のリミットスイッチは、エレベータの始動をブロックします（たとえば、シャフトのドアが開いている場合）。
貨物エレベータの動作の論理全体は、安全回路内のすべてのリミットスイッチが押されている間（図ではL1からリミットスイッチK1および2まで）、フェージングが観察され、エンジンが過熱せず、停止ボタンが押されず、エレベータ制御ボタンが押されるという事実に要約されます緊張。 ボタンの1つが押されると、対応する磁気スターターが起動し、起動すると、エレベータがフロア制限スイッチに到達するとすぐに開くトリガーを本質的に形成します。
貨物エレベーターが到着するはずの階数が2階以上になった後、金g全体が始まります。 たとえば、3階建てのリフトの場合、回路には1つの中間リレーが補充されます。これにより、回路が切り替わり、中間階に停車します。 4階建てのエレベーターの場合、2つのリレーが必要であり、3階建てのエレベーターの場合は3つです。 そして、あなたが前の写真をナットのように見たなら、9階建ての貨物エレベーターの制御スキームをあなたの注意に提示します：
現在、このような管理スキームの複雑さは致命的な罪です。 もちろん、合理的なエンジニアが最初に提案することは、プログラマブルロジックコントローラー（PLC）の使用です。 確かに、この場合のコンポーネントのコストは増加します。 しかし、ここで安いArduinoを使用してみませんか？ ネットを精査した後、おなじみのLEGOの乗客用エレベーターモデルを使用した興味深いプロジェクトを見つけ、このショールが貨物用エレベーターに確実に対応する必要があると判断しました。 ちょうど間に合い、6階建てのエレベーターの注文を受けました。
さらに、私はすでにSeeeduinoボード（ATmega 328）と中国のLCDディスプレイをかなりの時間使用していました。 コントローラをスカルプトすると、ディスプレイが表示されます！ そしてまず、使用可能なボード上のポートの数を計算しました。 また、Seeeduinoには14個のディスクリートと6個のアナログがあります（もちろん、ディスクリートとしても機能します）。 アイデアは簡単でした。各ボタンを掛け、ポートのフロアスイッチを制限し、5VDC / 220VACリレーを使用して磁気スターターをオンにします。 セキュリティチェーンには独自のポートも必要です。 合計で、6階建ての貨物エレベーターの場合、13のデジタル入力と2つのリレー出力が必要です。 しかし、ディスプレイをどこに接続するのでしょうか？ シフトレジスタPCF8574は、2本のワイヤで制御できるようにします（これについての投稿があります）。 したがって、ブレッドボード、13個のプルアップ抵抗器、および「起動」リレーと「起動」リレーをシミュレートする2つの電球を使用して、制御プログラムを作成しました（1サイクルごとにサイクルを表示するのは残念なことです）。 残念ながら、ディスプレイはキリル文字でサポートされていないため、「床に持ち上げる」や「セキュリティ回路が壊れています」などのメッセージのみが表示されます。
ポートの数ですべてが順調に進んだ場合、論理レベルの組み合わせが最初の大きな問題であることが判明しました。 実際、当社が使用する電気製品は220VAC *向けに設計されています。 つまり、ボタンまたはリミットスイッチを押すと、実際のフェーズがワイヤに到達しますが、Arduinoは5VDCロジックを使用します。 私は電子工学のプロではないので、ラジオフォーラムに助けを求め、オプトカプラーに基づいてこのような回路を保護するためのヒントを使用しました。
それはLEDで完璧に機能し、私はCave Johnsonの原理（「壁に科学を投げ込んで何が突き刺さるかを見る」）に導かれ、すぐにボードにはんだ付けすることにしました。
そして、もちろん、それは失敗でした。 Arduinoはポート上の論理ユニットを認識しなかっただけでなく、フォトカプラもしばしば抵抗器と一緒に陽気に燃えました。 その間、顧客はすでにエレベーターを待っていました。 そして、リレーで敗北を認め、以前のようにサーキットを作る以外に何も残っていませんでした。 さて、リレー上で、私はフォトカプラーを捨て、ガルバニック絶縁として使用するために13個の中間リレーを使用することを決めました。 各リレーには、独自のボタンとフロア制限スイッチがあります。
論理レベルの問題に対するこのような独創的な解決策の後、磁気スターターをオンにするタスクに取りかかりました。 5VDC / 220VACリレーがArduinoポートに直接接続されているのではなく、トランジスタとダイオードを備えたスキームに従っていることに言及する価値があります。 ただし、完成したブロックを購入するだけです。
それにもかかわらず、220Vマグネティックスターターのような負荷を制御することに関しては、2番目に大きな問題が待ち受けていました-ピックアップ。 Arduino、ディスプレイ、および両方のリレーを1つのケースにしっかりと詰め込んだため、磁気スターターをオンにすると、ディスプレイに文字ではなくkrakozyabryが表示され始め、コントローラーが完全にフリーズしました。 残り時間が少なくなったので、キッチンホイルから即席のシールドを作ることにしました。
どんなにばかげたものでも、すべてが見えましたが、役に立ちました。 ネットワークでソリューションを検索しましたが、フェライトリングまたはオプトカプラーを再び使用するだけのオファーが見つかりました。
アセンブリアセンブリ全体：
その後、電気機器の設置のための施設への旅行に続きます。 これはプラスチック包装工場です。 コントローラーは、3トンの積載量でこのハンサムな男を制御します。
電気技師の設置は退屈な作業です。1日中鉱山に登り、電線を伸ばし、時には不快な位置にぶら下げて、ジャンクションボックスの端子台に接続する必要があります。 しかし、これは、コントローラーを作成する場合に待ち受ける最悪の問題ではありません。 私が言ったように、最悪のことはヒントです。 アイドリング状態の磁気スターターからのピックアップと、8キロワットのエンジンのパワーを閉じるか（最悪の場合）切断するスターターからのピックアップは、まったく同じではないことが判明しました（だれが考えたでしょう！）。 私がフェンスを張るスクリーンが何であれ、スターターのコンタクトグループでの火花はその効果をゼロに減らしました。 また、コントローラーは壊れませんでしたが、ディスプレイは情報メッセージの代わりにナンセンスを出しました。 長い試練の後、最終的に、中立に接続された鋼板でコントローラーから磁気スターターをフェンスで囲みました（残念ながら、インストール時に接地はありませんでした）、ディスプレイの問題は遅延（）関数を使用してプログラムで解決されました。 プログラムがエンジンを始動または停止するとすぐに、2番目の遅延（）がオンになりました。 その後、メッセージが表示されました。
もちろん、エレベーターの緊急または緊急停止の問題について、コントローラーを完全に信頼することはできませんでした。 安全回路の電源がなくなるとすぐに、リレーがスターターの電源を開き、arduinoポートに信号を送信します。 また、何らかの理由でコントローラーがフリーズしても、リフトは停止します。 さらに、このスキームでは、停止ボタンを2秒以上押すことにより、どのフロアからでもシステムをリモートで再起動できます。
ビデオ作品、私は品質のために事前に謝罪します。
要約：
価格については非常に安価に判明しました：リレー-80 r / pcs * 13pcs = 1040r、ディスプレイ+ Arduino = 1000r、電源、ケース、端子台、抵抗= 1000r。
合計で、コントローラーのコストは約3000rですが、そのようなタスクに対処できる最も予算のあるPLCは少なくとも7000rがリリースされます。
信頼性-時間はわかります。 焼けたPLCをすでに見たので、Arduinoが悪化するという事実ではありません。 このパラメータでは、リレー回路はまだ競合していません。 コントローラーを使用すると、ワイヤの数を減らすことができました。これは、圧着とマーキングの作業を容易にし、設置を簡素化することを意味します。
要約すると、Arduinoプラットフォームの開発が将来の電源回路との統合に向けて（たとえば、既製の光アイソレーションユニットの登場など）望んでいます。 多くの人がArduinoを単なる子供のおもちゃだと考えていることを知っています。 しかし、進歩はまだ止まっておらず、すべてがエレクトロニクスに精通している人が「オプトカプラーが燃え尽きないように抵抗器を選択する」などの問題を見ることなく、最も複雑なデバイスを組み立てることができ、技術的な創造性のための時間を増やすことができます。
ご清聴ありがとうございました！
PS：
*はい、220Vは制御回路に最適な選択肢ではないことを理解しています。 実際、私が到着する前に、会社は歴史的にそのようなものを持っていました（明らかにコンバータを気にするのが面倒でした）。また、サプライヤが必要な電圧のボタンとスターターを入手することも困難です。 安心させるために、私は多くの顧客がRCDを介して貨物エレベーターを接続していると言います。
UPD：
紳士、貨物用エレベーター、および人々は乗ることができません。 これは、すべてのフロアのすべてのドアに明確に書かれています。 鉱山のドアは、操作中はコントローラーから完全に独立した電気錠でブロックされています。
すべての緊急事態にはすでに独自の答えがあります。 たとえば、ケーブルが破損した場合-キャブの過負荷またはジャミングが発生した場合の急激な減量の機械的キャッチャー（オッティス自身がそれを発明した）-サーマルリレーとオーバーロードリミッターもコントローラーとは独立して動作します。
要するに、コントローラーはエレベーターを床に向けて起動するロジックのみを扱い、セキュリティシステムは完全に変更されないままです。
UPD2：
これがプログラムのテキストです （プログラマーはエレクトロニクスエンジニアと同じです）