Простой терморегулятор на микроконтроллере. Схема, описание

Бесплатная техническая библиотека

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
Бесплатная библиотека / Схемы радиоэлектронных и электротехнических устройств

Простой терморегулятор на микроконтроллере. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатная техническая библиотека

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Микроконтроллеры

Комментарии к статье

Цель разработки - обеспечить минимальную стоимость при точности поддержания температуры около 0.1 град. в диапазоне от 1 до 20 град. Корпус герметичный и минимум элементов управления. Присутствие дополнительного датчика перегрева компрессора и аварийное отключение установки.

При указанной точности класический вариант с цифровыми датчиками от DALLAS не мог быть использован. За основу был взят документ AN512 "Implementing Ohmeter/Temperature Sensor" с сайта фирмы MICROCHIP. Измерительный элемент был выбран по каталогу FARNELL farnell.com В данном случае были применены термисторы с отрицательным температурным коэффицентом (NTC Thermistors) фирмы "Philips" с маркировкой 2322-640-54104 имеющие сопротивление 100 КОм при температуре 25 град. С, passives.comp.philips.com. Термисторы надежно работают в диапазоне от -40 град. С до +125 град. С и обеспечивают точность 2%. Микроконтроллер был выбран функционально избыточный имея ввиду дальнейшее развитие прибора. Для измерения сопротивления используется Capture-модуль микроконтроллера способный запоминать значение 16-и разрядного счетчика в момент поступления внешнего сигнала. Это позволяет аппаратно реализовать измерение методом интегрирования.

Измерение сопротивления терморезисторов состоит из следующих этапов.

1. Разряд конденсатора C1 через резистор R2 подачей логического нуля на вывод RC2 DD1.
2. Перевод RC0,RC1 в высокоимпедансное состояние, подача лог.1 на RA5. RC2 программируется как вход Capture-модуля, запускается внутренний счетчик.
3. Напряжение на конденсаторе плавно возрастает и, когда его уровень превысит границу приблизительно 3 В, происходит срабатывание Capture-модуля, запоминается содержимое счетчика.
4. Повтор пунктов 1..3, но лог. 1 подается на RC0 .(заряд через датчик температуры)
5. Повтор пунктов 1..3, но лог. 1 подается на RC1 .(заряд через датчик перегрева)

Поскольку отношение длительностей заряда конденсатора до заданного уровня равно отношению сопротивлений через которые он заряжался, то имея известной величину сопротивления резистора R1 нетрудно вычислить и сопротивление терморезисторов RT1 и RT2. Температурная характеристика термисторов является нелинейной и лишь приближенно описывается функцией R=A*exp(B/T), где R-сопротивление, T-температура (град. K), B-константа указываемая в технической документации (для примененных термисторов равна 4190), A - константа определяемая на основании значения B, и учитывая что R при 25 град. C = 100 Ком. Для преобразования сопротивления в температуру в программе используется таблица построенная по 64 точкам с линейной интерполяцией в интервалах.

Внешние управляющие цепи прибора не детализируются поскольку существует масса стандартных решений и остаются на выбор разработчика. Схема первого варианта приведена ниже.

Простой терморегулятор на микроконтроллере. Схема терморегулятора
Рис.1. Схема терморегулятора

Несмотря на подозрительную простоту прибор с помощью многократного усреднения достаточно стабильно показывает три знака температуры.

Характеристики следующие:

Значение рабочих температур +3.5, +5.5, +7.5, +13, +22 ° С.
Гистерезис регулирования + 0.5 ° С
Допустимый перегрев +70 ° С
Кнопка 1 устанавливает диапазон (циклическая прокрутка). Кнопка 2 показ перегрева и сброс сработавшей защиты. Существенная особенность в значительной инерционности вследствие многократных процедур усреднения.

Схема в формате ACCEL EDA.

Исходный текст программы. Для компилятора MPASM v02.20.

Программа генерации табличных данных для терморезисторов в формате MathCad Plus 5.0

Входной файл для генерации таблиц По техническому описанию термистора 2322-640-54104.

Результаты тестовых измерений в виде нескольких выборок по 1000 отсч. показаний измерительного таймера. Формат Excel 97.

Скачать(78 кБайт)

Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Микроконтроллеры.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива

3D-печать крошечных деталей 29.12.2022

Инженеры из Калифорнийского технологического института (Caltech) разработали новый метод трехмерной печати чистыми металлами или сплавами, позволяющий получить разрешающую способность в 40 микрон, что в некоторых случаях на порядок превосходит возможности других подобных технологий. Процесс, который является чем-то вроде симбиоза химии и 3D-печати, позволит изготавливать детали для крошечных MEMS-устройств (microelectronic mechanical systems), которые широко используются в космической, транспортной технике, биомедицинском оборудовании и во многих других вещах.

Традиционный процесс 3D-печати заключается в укладке материала слой за слоем. Это, в свою очередь, допускает возможность создания таких форм, которые невозможно получить традиционными способами механической обработки. В промышленных процессах 3D-печати металлом используется лазер, луч которого плавит металлический порошок в строго заданной точке, и наилучшие из таких методов могут обеспечить сейчас разрешающую способность в 100 микронов.

Здесь проблема заключается в том, что некоторые из металлов, медь и серебро, к примеру, имеют столь высокую теплопроводность, что даже при качественной фокусировке луча лазера тепло распространяется и плавит металлический порошок вокруг заданной точки, что снижает разрешающую способность процесса печати.

В новом процессе печати вместо чистых металлов в виде порошка, процесс производится в объеме, заполненном специальным гидрогелем. Этот материал представляет собой основу из гибких полимерных цепочек, промежутки между которыми заполнены водой. Только в данном случае эта вода содержит еще высокую концентрацию солей металла, из которого и будет состоять конечный печатаемый объект.

Далее все происходит как при обычном методе лазерной печати пластиком. Свет ультрафиолетовых лазеров, сфокусированных в заданной точке, вызывает полимеризацию, полимерные молекулы в этой точке связываются друг с другом и приобретают жесткость. И так, последовательно обрабатывая лазером гидрогель слой за слоем, формируется структура будущего объекта.

После этого обработанный лазером материал подвергается термической обработке при температурах от 700 до 1100 градусов в зависимости от материала печати. Температура выбрана так, чтобы она была чуть-чуть ниже точки плавления используемого металла или сплава, при этом, гидрогель начинает выгорать, и в местах его полимеризации формируются нити из частичек металла, которые сплавляются друг с другом. Более того, процесс выжигания гидрогеля реализован так, что металл из неполимерезованных областей оседает на уже образовавшихся металлических цепочках, укрепляя и уплотняя их таким образом.

Используя такой способ, калифорнийские исследователи напечатали различные объекты из чистой меди, никеля, серебра и сплавов нескольких типов в качестве демонстрации возможностей новой технологии. И сейчас специальный отдел Калифорнийского технологического института уже зарегистрировал компанию под названием 3D Architech, которая займется патентованием, дальнейшим совершенствованием, коммерциализацией и лицензированием новой технологии трехмерной печати.

Другие интересные новости:

▪ Новые светодиоды CREE

▪ Медь для больницы

▪ Альтернатива GPS работает даже под землей

▪ Сверхзвуковой пассажирский самолет AS2

▪ Источники питания светодиодов HLG-H работают 40 градусах мороза

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электричество для начинающих. Подборка статей

▪ статья Понятие о чрезвычайных ситуациях. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Какая музыка завораживает змей больше всего? Подробный ответ

▪ статья Машинист фекальной насосной станции. Типовая инструкция по охране труда