Мікроконтролерний пристрій керування інкубатором. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Мікроконтролери

 Коментарі до статті

Пропонований до уваги читачів пристрій - один з варіантів, розроблених автором приладів для управління малогабаритним інкубатором. Він забезпечує стабілізацію температури та періодичне включення двигуна виконавчого механізму для повороту лотків. Його також можна використовувати як точний терморегулятор з можливістю періодичного підключення додаткового навантаження, наприклад, вентилятора.

Від раніше описаних пристрій відрізняється тим, що здійснює повністю цифровий контроль і стабілізацію температури з точністю 0,1 °С і гістерезисом, що змінюється, а також дозволяє регулювати час роботи виконавчого механізму в межах 1 ...999 с і паузу між включенням двигуна в межах 1 ...999 хв.

Пристрій складається з блоків керування та комутації, з'єднаних п'ятижильним кабелем.

Принципова схема блоку керування зображена на рис. 1. Він містить мікроконтролер DDI, який здійснює всі необхідні операції порівняння температури та відліку часових інтервалів, дешифратор DD2, індикатори HG1 -HG3 та два стабілізатори напруги живлення: DA1 - цифрової частини пристрою та DA2 - аналогової.

Блок комутації (рис. 2) складається з двох електронних ключів, один з яких (R22, U1, VD5, R24, VS1) призначений для включення та вимикання нагрівача (освітлювальної лампи EL1), а інший (R23, U2, VD6, R25, VS2) – електродвигуна виконавчого механізму.

Для вимірювання температури застосовано інтегральний термодатчик DA3 з лінійною залежністю вихідної напруги від температури [1]. На транзисторах VT3, VT4 зібрано генератор струму 1 мА для живлення DA3. Напруга, що знімається з його виведення 1, подається на перетворювач напруга-частота, виконаний на мікросхемі DA5 (іА02ПП1 [2]).

Оскільки напруга на виведенні датчика 1 DA3 щодо його виведення 2 залежить від температури з коефіцієнтом 10 мВ/К (К - Кельвін), для зміщення показань в шкалу Цельсія на висновок 8 DA5 подається зразкова напруга +2,732 В, що знімається з виведення 3 стабілізатора DA4

Імпульси з виведення 9 перетворювача DA5 надходять на формувач, зібраний на транзисторах VT1, VT2 (див. рис. 1), посилені коливання з виходу подаються на лічильний вхід RA4 DD1. Мікроконтролер вимірює частоту сигналу і керує індикаторами HG1-HG3. Перший відображає десятки, другий і третій - відповідно одиниці і десяті частки градуса Цельсія.

Керують пристроєм кнопками SB1-SB3. При першому натисканні SB1 ("Установка") на індикатори виводиться значення температури нижньої межі (якщо вона стане нижчою від цього значення, увімкнеться нагрівач). Після відпускання кнопки пристрій переходить у режим налаштування, про що свідчить миготіння індикатора, який представляє розряд параметра, що модифікується. Спочатку для зміни доступний молодший розряд (HG3). Потрібний розряд вибирають натисканням кнопки SB2 ("Вибір"), а потрібне значення встановлюють за допомогою SB3 ("+").

Наступне натискання кнопки SB1 переводить пристрій у режим встановлення верхньої межі температури (при його перевищенні нагрівач вимикається). Потрібне значення встановлюють, маніпулюючи тими самими кнопками SB2 та SB3.

Після третього натискання кнопки SB1 на індикаторах з'являється час (в секундах), на який вмикається після чергової паузи механізм повороту лотків. Наступне натискання SB1 виводить для модифікації інтервал (у хвилинах) між включеннями електродвигуна. Якщо хоча б один із цих параметрів (час роботи або паузи) дорівнює нулю, виконавчий механізм не включається.

Нарешті, п'яте натискання кнопки SB1 перетворює пристрій на робочий режим, і на індикаторах з'являється значення поточної температури. Усі встановлені параметри зберігаються в незалежній пам'яті мікроконтролера DDI. Слід зазначити, що в режимі встановлення вимірювання та порівняння температури не виконуються.

Коди програми для мікроконтролера DD1 наведено у таблиці.

(Натисніть для збільшення)

Блоки керування та комутації, а також вимірювальна частина пристрою (на рис. 2 обведена штрихпунктирною лінією) змонтовані на окремих макетних платах відповідних розмірів (друковані плати не розроблялися).

Як джерело живлення пристрою допустимо використовувати будь-який малогабаритний блок, що забезпечує вихідну напругу не менше 12 при струмі 150 мА.

Замість PIC16F84 у блоці управління можна застосувати мікроконтролери PIC16F84A, PIC16CR84 або PIC16C84. Постійні резистори R16 - R18 - з відхиленням від номіналу ±1...2%, інші - з допуском ±10%, підстроювальні R19 і R20 - СПЗ-19а, СПЗ-39а або дротяні СП5-2. Оптрони АОУ115Г замінені приладами АОУ115Д, АОУ1, індикатори АЛC324Б - аналогічними імпортними із загальним анодом (при цьому опір резисторів R5-R12 можна збільшити в два-три рази).

Крім КУ208Г, у блоці комутації допустиме застосування симісторів ТС112-10, ТС112-16. Якщо потужність навантаження симістора не перевищує 200 Вт, можна обійтися без тепловідведення, в іншому випадку необхідний ребристий тепловідведення (при комутованій потужності до 1 кВт його розміри - приблизно 60x50x25 мм).

Термодатчик К1019ЧТ1 відрізняється від описаного в [1] К19Ml (зарубіжний аналог LM335) відсутністю виведення калібрування. При використанні К1019ЕМ1 його висновок 3 підключають замість виведення 2 К1019ЧТ1, висновок 2 замість виведення 1, а висновок калібрування залишають вільним.

Мікросхема ПНЧ UА02ПП1 – модифікований аналог зарубіжної LM331, схема включення якої зображена на рис. 3. У крайньому випадку замість UA0ПП1 можна використовувати КР1108ПП1, увімкнувши її відповідно до схеми на рис. 1, наведеної в [3], і зменшивши номінал будь-якого з частотоздатних елементів в два рази (переважно конденсатора С1). Однак така заміна вимагатиме застосування двополярного джерела живлення напругою +15 та -15 В.

Налагодження пристрою зводиться до калібрування вимірювальної частини.

Для цього датчик DA3 поміщають в сніг або лід, що тане, і підстроювальним резистором R19 встановлюють нульові показання індикаторів. Потім датчик разом з точним термометром опускають термос з водою, нагрітої до температури +30...40 °С. Через деякий час підлаштування резистором R20 домагаються відповідних показань індикаторів. У деяких випадках може знадобитися підбір резистора R16 в межах 90...110кОм.

Можливі різні варіанти конструкції пристрою. Наприклад, блок управління розташовують зовні інкубатора і з'єднують п'ятижильним кабелем з комутаційним пристроєм, розміщеним всередині камери інкубатора. У будь-якому випадку вимірювальну частину рекомендується виготовити у вигляді виносного датчика, встановленого над лотками та з'єднаного з пристроєм трижильним кабелем. В авторському варіанті цей вузол змонтований на малогабаритній платі та поміщений у герметичний пластмасовий корпус.

Рекомендації щодо конструювання виконавчого механізму наведені у [4]. Слід зауважити, що завдяки можливості точної установки часу роботи двигуна відпадає необхідність у кулачковому механізмі та контактних вимикачах на валу редуктора двигуна. Під час налагодження пристрою потрібно точно підібрати такий час роботи двигуна, щоб вал редуктора повертався на потрібний кут.

література

1. Бірюкове. Мікросхеми-термодатчики К1019ЕМ1, К1019ЕМ1А. – Радіо, 1996, № 7, с. 59.
2. Технічний опис UА02ПП1. -
3. Інтегральний перетворювач напруга-частота-напруга КР1108ПП1 та її застосування. – Радіо, 2001, № 8, С. 51.
4. Григор'єв А. Блок управління кінематикою інкубатора. – Радіо, 1999, № 10, с. 32.

Автор: О.Борисевич, м.Севастополь, Україна

Дивіться інші статті розділу Мікроконтролери.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія 04.05.2024

Дослідження космосу та її таємниць - це завдання, яка привертає увагу астрономів з усього світу. У свіжому повітрі високих гір, далеко від міських світлових забруднень, зірки та планети розкривають свої секрети з більшою ясністю. Відкривається нова сторінка в історії астрономії із відкриттям найвищої у світі астрономічної обсерваторії – Атакамської обсерваторії Токійського університету. Атакамська обсерваторія, розташована на висоті 5640 метрів над рівнем моря, відкриває нові можливості для астрономів у вивченні космосу. Це місце стало найвищим для розміщення наземного телескопа, надаючи дослідникам унікальний інструмент вивчення інфрачервоних хвиль у Всесвіті. Хоча висотне розташування забезпечує більш чисте небо та менший вплив атмосфери на спостереження, будівництво обсерваторії на високій горі є величезними труднощами та викликами. Однак, незважаючи на складнощі, нова обсерваторія відкриває перед астрономами широкі перспективи для дослідження. ...>>

Управління об'єктами за допомогою повітряних потоків 04.05.2024

Розвиток робототехніки продовжує відкривати перед нами нові перспективи у сфері автоматизації та управління різними об'єктами. Нещодавно фінські вчені представили інноваційний підхід до управління роботами-гуманоїдами із використанням повітряних потоків. Цей метод обіцяє революціонізувати способи маніпулювання предметами та відкрити нові горизонти у сфері робототехніки. Ідея управління об'єктами за допомогою повітряних потоків не є новою, проте донедавна реалізація подібних концепцій залишалася складним завданням. Фінські дослідники розробили інноваційний метод, який дозволяє роботам маніпулювати предметами, використовуючи спеціальні повітряні струмені як "повітряні пальці". Алгоритм управління повітряними потоками, розроблений командою фахівців, ґрунтується на ретельному вивченні руху об'єктів у потоці повітря. Система керування струменем повітря, що здійснюється за допомогою спеціальних моторів, дозволяє спрямовувати об'єкти, не вдаючись до фізичного. ...>>

Породисті собаки хворіють не частіше, ніж безпородні 03.05.2024

Турбота про здоров'я наших вихованців – це важливий аспект життя кожного власника собаки. Однак існує поширене припущення про те, що породисті собаки більш схильні до захворювань у порівнянні зі змішаними. Нові дослідження, проведені вченими з Техаської школи ветеринарної медицини та біомедичних наук, дають новий погляд на це питання. Дослідження, проведене в рамках Dog Aging Project (DAP), що охопило понад 27 000 собак-компаньйонів, виявило, що чистокровні та змішані собаки в цілому однаково часто стикаються з різними захворюваннями. Незважаючи на те, що деякі породи можуть бути більш схильні до певних захворювань, загальна частота діагнозів у обох груп практично не відрізняється. Головний ветеринарний лікар Dog Aging Project, доктор Кейт Криві, зазначає, що існує кілька добре відомих захворювань, що частіше зустрічаються у певних порід собак, що підтримує думку про те, що чистокровні собаки більш схильні до хвороб. ...>>

Випадкова новина з Архіву Твердотільні накопичувачі HGST Ultrastar SN200 NVMe та SS200 SAS 13.12.2016 Компанія Western Digital представила під маркою HGST твердотілі накопичувачі корпоративного сегменту. У серію Ultrastar SN200 NVMe увійшли накопичувачі типорозміру 2,5 дюйми та у вигляді карт розширення PCIe, а в серію Ultrastar SS200 SAS - тільки накопичувачі типорозміру 2,5 дюйми. Серія Ultrastar SN200 NVMe включає найємніші накопичувачі такого типу в його асортименті. Крім того, ці накопичувачі відрізняються найбільшою швидкодією. Вони відповідають специфікаціям PCIe Gen 3 та NVMe 1.2. Накопичувачі випускаються об'ємом від 800 ГБ до 7,68 ТБ. На змішаних навантаженнях із співвідношенням операцій читання та запису 70/30 їхня продуктивність досягає 560 000 IOPS. Накопичувачі Ultrastar SS200 SAS теж є найшвидшими та найємнішими SSD такого типу, коли-небудь випущеними Western Digital. Він оснащений інтерфейсом SAS 12 Гбіт/с, зворотно сумісним із SAS 6 Гбіт/с. Накопичувачі випускаються об'ємом від 400 ГБ до 7,68 ТБ у двох різновидах, що відрізняються ресурсом. Перші розраховані на один повний перезапис щодня, другі витримують три перезаписи на день. Швидкість послідовного читання досягає 1800 МБ/с, послідовного запису – 1000 МБ/с. Максимальна продуктивність на операціях читання та запису з довільним доступом заявлена ​​рівною 250 000 та 86 000 IOPS відповідно. Доступні опції миттєвого стирання та повного шифрування. Зразки накопичувачів Ultrastar SN200 NVMe та Ultrastar SS200 SAS вже поставляються замовникам. Широкодоступними ці вироби мають стати у першому кварталі 2017 року.

Інші цікаві новини:

▪ Ультразвукове добриво

▪ Рідкий лазер у повітрі

▪ Робота наших дзеркальних нейронів залежить від грошей.

▪ Двофотонний метод дозволив збільшити точність нанорозмірних вимірів у сто разів.

▪ Дорожня поліція наказує плюнути

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Заводські технології вдома. Добірка статей

▪ стаття Хрестоматійний глянець. Крилатий вислів

▪ стаття Чому при переливанні крові треба враховувати її групу? Детальна відповідь

▪ стаття Ревень довговидний. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Перетворювач для живлення цифрового мультиметра Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Розклади фокус. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024