Простий терморегулятор на мікроконтролері. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Простий терморегулятор на мікроконтролері. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Мікроконтролери

Коментарі до статті

Мета розробки – забезпечити мінімальну вартість за точності підтримання температури близько 0.1 град. у діапазоні від 1 до 20 град. Корпус герметичний та мінімум елементів управління. Наявність додаткового датчика перегріву компресора та аварійне відключення установки.

При зазначеній точності класичний варіант із цифровими датчиками від DALLAS не міг бути використаний. За основу було взято документ AN512 "Implementing Ohmeter/Temperature Sensor" із сайту фірми MICROCHIP. Вимірювальний елемент був обраний за каталогом FARNELL farnell.com У даному випадку були застосовані термістори з негативним температурним коефіцієнтом (NTC Thermistors) фірми "Philips" з маркуванням 2322-640-54104, що мають опір 100 КМ при температурі 25. З, passives.comp.philips.com. Термістори надійно працюють у діапазоні від -40 град. З до +125 град. З і забезпечують точність 2%. Мікроконтролер був обраний функціонально надлишковий маючи на увазі подальший розвиток приладу. Для вимірювання опору використовується Capture-модуль мікроконтролера здатний запам'ятовувати значення 16-розрядного лічильника в момент надходження зовнішнього сигналу. Це дозволяє апаратно реалізувати вимір методом інтегрування.

Вимір опору терморезисторів складається з наступних етапів.

1. Розряд конденсатора C1 через резистор R2 подачею логічного нуля виведення RC2 DD1.
2. Переклад RC0,RC1 у високоімпедансний стан, подача лог.1 на RA5. RC2 програмується як вхід Capture-модуля, запускається внутрішній лічильник.
3. Напруга на конденсаторі плавно зростає і, коли його рівень перевищить кордон приблизно 3, відбувається спрацьовування Capture-модуля, запам'ятовується вміст лічильника.
4. Повтор пунктів 1..3, але бал. 1 подається на RC0. (Заряд через датчик температури)
5. Повтор пунктів 1..3, але бал. 1 подається на RC1 .(заряд через датчик перегріву)

Оскільки відношення тривалостей заряду конденсатора до заданого рівня дорівнює відношенню опорів через які він заряджався, маючи відомою величину опору резистора R1 неважко обчислити і терморезисторів опір RT1 і RT2. Температурна характеристика термісторів є нелінійною і лише приблизно описується функцією R=A*exp(B/T), де R-опір, T-температура (град. K), B-константа вказана в технічній документації (для застосованих термісторів дорівнює 4190), A - константа визначається на підставі значення B, і враховуючи, що R при 25 град. C = 100 Ком. Для перетворення опору на температуру у програмі використовується таблиця побудована по 64 точках з лінійною інтерполяцією в інтервалах.

Зовнішні керуючі ланцюги приладу не деталізуються, оскільки існує маса стандартних рішень і залишаються на вибір розробника. Схема першого варіанта наведена нижче.

Простий терморегулятор на мікроконтролері. Схема терморегулятора
Рис.1. Схема терморегулятора

Незважаючи на підозрілу простоту, прилад за допомогою багаторазового усереднення досить стабільно показує три знаки температури.

Характеристики такі:

Значення робочих температур +3.5, +5.5, +7.5, +13, +22°С.
Гістерезис регулювання + 0.5°С
Допустимий перегрів +70°С
Кнопка 1 встановлює діапазон (циклічна прокручування). Кнопка 2 показ перегріву і скидання спрацював захисту. Істотна особливість у значній інерційності внаслідок багаторазових процедур усереднення.

Схема у форматі ACCEL EDA.

Початковий текст програми. Для компілятора MPASM v02.20.

Програма генерації табличних даних для терморезисторів у форматі MathCad Plus 5.0

Вхідний файл для генерації таблиць За технічним описом термістора 2322-640-54104.

Результати тестових вимірів у вигляді кількох вибірок по 1000 відрах. показань вимірювального таймера Формат Excel 97

Завантажити(78 кБайт)

Публікація: cxem.net

Дивіться інші статті розділу Мікроконтролери.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Металеві порошки як паливо 24.12.2015

Дослідники з Лабораторії альтернативних видів палива Макгілового університету (Канада) займаються вивченням характеристик згоряння металевих порошків. Зокрема, вчені намагаються зрозуміти, чи можуть порошки забезпечити більш чистий та життєздатний вид альтернативного палива, ніж водень, біопаливо чи електричні акумулятори.

Займисті властивості металевих порошків давно і добре відомі. Залізо або алюміній у порошковій формі, наприклад, використовуються як барвники для феєрверків, твердого палива для ракетних двигунів і в термітних сумішах, що застосовуються в запальних снарядах і при зварюванні. Завданням канадських вчених було приборкання "металевого" полум'я таким чином, щоб його можна було застосовувати для двигунів зовнішнього згоряння та інших пристроїв повсякденного користування.

У лабораторних умовах вченим вдалося з'ясувати, що полум'я, яке виробляють металеві порошки, схоже на полум'я горіння вуглеводневого палива. За їх розрахунками щільності енергії та потужності двигуна, що спалює метал, повинні бути порівняні з показниками звичайного двигуна внутрішнього згоряння.

Складність полягала в тому, щоб змусити порошок горіти стабільним рівним полум'ям. Для цього дослідники розробили пальник, який продуває повітря через потік металевого порошку. Суміш, що вийшла, впорскується в камеру згоряння, після чого в циклонній камері відбувається поділ металевого попелу і чистого азоту, а тепло використовується в двигуні.

Інші цікаві новини:

▪ Біорозкладний акумулятор із сажі та тирси

▪ Опалення вулиці

▪ Біосенсор для високочутливого виявлення молекул

▪ Joshua від VIA

▪ Хворі дерева змінюють світовий клімат

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Захист електроапаратури. Добірка статей

▪ стаття Лор-захворювання. Конспект лекцій

▪ стаття Отримання якої електроенергії обходиться дорожче за атомну або сонячну? Детальна відповідь

▪ стаття Дубовий вузол. Поради туристу