物置エアコントローラの製作（回路設計）

今回作成するエアコントローラは独立型太陽電池システムとの連携を考えています。
今回はシステム全体の構成検討とエアコントローラの回路設計まで行いました。


 物置エアコンシステム全体のブロック図です。

  
今のところ太陽電池とバッテリはそれぞれ1系統しか用意していませんが、今後消費電力が増えた場合のことを考えて拡張可能にしておきます。

充放電コントローラより右側は書き方がちょっと違っていますが内容は前回と同じです。
ただし、将来的に庫内温度が40℃を越えるような状態にならないよう散水ポンプを動かせるように仕組みを用意しておきます。

さて、MPPTコントローラと充放電コントローラそのものも回路を動作させるための電源が必要です。
また、各コントローラの状態を見ながら換気扇や除湿機の運転を制御することで不意のバッテリー切れなどを防止できるようエアコントローラとMPPT/充放電の各コントローラとI2Cにより通信を行います。
せっかくなのでI2Cと電源は同じケーブルで供給してしまおうと考えています。

電源はVccとなる5Vそのままでは電圧降下が起きる可能性もあるので、少々高めの7.5Vを供給し、各コントローラ内でレギュレータでVccを生成します。

こんな感じにシステム構成を考え、エアコントローラの回路を引いてみました。
 
あたごは基本的にS/W技術者なのでちょっと変な部分があるかもしれません。
まぁ、致命的なところはないと思いますが。

CPUは安くてメモリ容量が大きく、何よりシリアルが2系統あるということでPIC18F25K22を使うことにします。
外部とのI/Fは回路図左上から以下のとおりです。
LCD接続はピンソケット。
換気扇と除湿機のON/OFFを行うSSRとの接続は3.5Φステレオジャックを使います。。
DC-ACインバータとの接続はインバータのリモコン端子と同じRJ11を使います。
将来的に散水ポンプを接続するコネクタは3.5Φ4極のジャックを使用します。

右側のポイントは
XBeeとPIC書き込み用コネクタ（ピンヘッダ）は排他的に使用するため図中J2（実際にはトグルスイッチ）でどちらかを選択します。
CONN6は他のコントローラと接続するためのI2Cバス＆電源用コネクタです。
これも散水ポンプと同じ3.5Φ4極のジャックを使用します。

CONN7と8は温湿度センサとのI/Fですが、2系統あるシリアルの1つをXBeeとの通信で使用するため、PICの1系統のシリアルchで2つのシリアルポートと通信を行うようにします。
PIC→温湿度センサへはワイヤードORで送信します。

一方、温湿度センサ→PICは2つのchの信号を混ぜ合わせるためにANDゲートを使用します。
シリアルでは何も信号のないスペースを表すのにHレベル（+5V）を使います。
どちらかの温湿度センサが通信のためにマーク状態であるLレベル（0V）を出力すると、ANDゲートの出力もLになり、結果的に2つのセンサの出力をワイヤードORしたような信号になるはずです。

とまぁこんな感じで回路設計してみました。
ところで、ウチのパソコンはすべてMacです。
回路図CADはオープンソースのgEDAというH/W設計ツール群のものを使っています。
せっかくなので次回はgEDAの回路図CADの使い方紹介をしてみようと思います。

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