Membangun Sistem Ventilasi Berbasis GPS untuk Kapal: Kipas Relay dengan PIC16F628A

Bangun kipas yang dapat diandalkan, dikontrol GPS, untuk mengeluarkan kelembaban dari kabin kapal. Sistem menggunakan mikrokontroler PIC16F628A, relay, baterai 12V, dan layar LCD.

Ventilasi sangat penting di ruang yang sempit dan lembap. Tanpa sirkulasi udara yang cukup, kelembaban dapat terkumpul, menciptakan tempat berkembang biak jamur dan fungi. Di kapal saya, di mana permukaan kayu banyak, saya merancang solusi sederhana namun efektif: kipas yang dioperasikan relay yang berjalan pada jadwal tetap, didayai oleh baterai mobil dan dikelola oleh modul GPS untuk waktu yang akurat.

Mengapa Ventilasi Terkontrol Penting

Di ruang kecil, udara stagnan menyebabkan kondensasi. Seiring waktu, kelembaban ini mendorong pertumbuhan jamur, yang dapat merusak kayu dan menurunkan kualitas udara. Sementara pembersihan rutin dapat mengurangi masalah, mengotomatisasi ventilasi menawarkan pendekatan yang lebih konsisten dan rendah perawatan.

Ringkasan Sistem

Kipas harus:

• Mengelola udara secara efisien.
• Beroperasi otomatis pada jadwal tetap.
• Mengambil daya dari baterai mobil 12V.
• Dicharger melalui charger terpisah saat kipas mati.
• Menampilkan waktu dan status saat ini pada LCD.

Komponen utama meliputi:

• Kipas 12V 4,5A
• Mikrokontroler PIC16F628A
• Baterai dan charger 12V
• Dua relay (pengendalian kipas & pengendalian charger)
• Modul GPS (Skylab SKM53-series)
• Layar LCD
Sekring (12V, 8A)
• Resistor, kapasitor, dan konektor bervariasi

Kipas berjalan selama lima menit setiap jam—nilai yang di-hard-code dalam firmware. Saat kipas aktif, relay charger di-de-energize untuk menghindari over-charging. Saat kipas berhenti, relay charger di-re-energize, menjaga baterai tetap penuh.

Pengaturan Waktu GPS dengan Skylab SKM53

SKM53 menyediakan kalimat NMEA melalui UART setiap detik. Saya menggunakan kalimat RMC untuk mengekstrak waktu UTC saat ini. Contoh:

$GPRMC,075747.000,A,2233.89990,N,11405.3368,E,3.9,357.8,260210,,,A*6A

Enam digit pertama (075747) mewakili 07:57:47. Bidang status (huruf setelah koma ketiga) menunjukkan fix yang valid ("A") atau tidak valid ("V"). Firmware saya memeriksa bendera ini sebelum menggunakan timestamp.

Untuk komunikasi serial yang andal, datasheet merekomendasikan pull-up 10 kΩ pada kedua RXD dan TXD serta kapasitor decoupling (10 µF elektrolit + 0.1 µF keramik). Saya menggunakan satu kapasitor keramik 0.1 µF pada breadboard dan tidak mengamati ketidakstabilan.

Screenshot dari datasheet Skylab (PDF).

Diagram Blok

Memvisualisasikan sistem sebagai blok diskrit menyederhanakan troubleshooting dan pembuatan skematik.

Desain Perangkat Keras

Skema mengikuti diagram blok dan menunjukkan koneksi setiap komponen.

Saya memilih regulator linier LM7805 untuk kesederhanaan, menambahkan kapasitor smoothing tambahan untuk mencegah osilasi. Sementara regulator switching modern akan meningkatkan efisiensi, keandalan LM7805 dan komponen yang saya miliki menjadikannya pilihan praktis.

Semua komponen dipasang pada PCB yang kokoh, dengan sekring 12V 8A pada kedua sirkuit kipas dan charger untuk keamanan.

Struktur Firmware

Sumber C dikomentari dengan baik dan mengikuti struktur yang jelas:

1. Sertakan perpustakaan dan atur bit konfigurasi.
2. Definisikan konstanta (frekuensi kristal, penetapan port).
3. Deklarasikan variabel global.
4. Prototyp fungsi.
5. Implementasikan fungsi dengan komentar inline.
6. Masuk ke loop utama, yang membaca data GPS, mengelola timer, dan mengalihkan relay.

Contoh: inisialisasi UART.

// FUNGSI UNTUK INISIALISASI PORT UART void uart_init(void) { TXSTAbits.BRGH = 0; // Baud rate tinggi dinonaktifkan TXSTAbits.SYNC = 0; // Mode asinkron TXSTAbits.TX9 = 0; // Transmisi 8-bit RCSTAbits.CREN = 1; // Aktifkan terima terus-menerus /* * Perhitungan laju baud (kristal 16 MHz, 9600 bps): * SPBRG = (16 MHz / 9600) / 64 - 1 = 25 */ SPBRG = 25; PIE1bits.RCIE = 1; // Aktifkan interupsi terima UART RCSTAbits.SPEN = 1; // Aktifkan port serial TXSTAbits.TXEN = 1; // Aktifkan transmisi } 

Unduh sumber lengkap di sini: jc_lettheairflow.c.zip.

Kesimpulan

Dengan mengintegrasikan modul GPS untuk waktu yang akurat, relay untuk manajemen daya, dan baterai 12V untuk portabilitas, sistem ini menjaga kabin kapal tetap kering dan bebas jamur. Desainnya modular—dapat dengan mudah diperluas untuk menampilkan tanggal atau mengintegrasikan sensor tambahan.

Gambar

Coba proyek ini sendiri! Unduh BOM dan kode.