Двухканальный термометр-термостат 5-95 °С. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы

 Комментарии к статье

Этот прибор, построенный на микроконтроллере ATmega8, может быть сконфигурирован как термометр или как термостат независимо для каждого из двух каналов. Имеется возможность задавать температуру выключения нагревателя в пределах от +5 до +95 °С, разность значений температуры его выключения и включения от 0 до 4 °С и компенсировать систематическую погрешность датчиков температуры от -2 до +2 °С. Схема термометра-термостата показана на рисунке.

Два датчика DS18B20 подключают к разъемам Х1 и Х2, причем номера гнезд соответствуют номерам их выводов. Использована трехпроводная схема подключения. Уже много раз я убеждался в том, что только так можно добиться максимальной длины соединительных проводов, и везде, где это возможно, стараюсь избегать паразитного питания датчиков. При медных проводах сечением 0,5 мм2 устойчивую связь удавалось обеспечить на расстоянии до 40 м. Показания датчиков выводятся на HG1 - трехразрядный светодиодный индикатор с общими анодами светодиодов каждого разряда. Двухцветные светодиоды HL1 и HL2 отображают состояние каждого из каналов. Сигналы управления нагревателями в режиме термостата формируются на выходах микроконтроллера РВ6 (первый канал) и РВ7 (второй канал). Управление двухпозиционное; нагреватель включен или выключен.

Для гальванической развязки прибора от исполнительных устройств установлены оптроны U1 и U2. В моем варианте к разъемам Х4 и Х5 подключены цепи управления двух симисторов ВТ139, коммутирующих нагревательные элементы. При необходимости оптроны можно заменить транзисторами, включив в их коллекторные цепи обмотки электромагнитных реле. В течение 4...5 с после подачи на прибор питания происходит инициализация датчиков и начальный сбор их показаний. В это время поочередно мигают все элементы индикатора HG1. Далее устанавливается режим измерения и отображения температуры. В этом режиме нагреватели выключены. Показания датчиков на индикаторе чередуются с периодом 5 с. Если температура измерена датчиком, подключенным к разъему Х1, светится светодиод HL1, а подключенным к разъему Х2 - HL2. При этом, если соответствующий канал сконфигурирован как термометр, цвет свечения желтый, если как термостат, то при поданной команде на включение нагревателя он красный, а при ее отсутствии - зеленый. После нажатия на кнопку SB2 отображаются показания только первого датчика, а после нажатия на SB3 - только второго. Если какой-либо датчик не подключен, в его цепи произошел обрыв, замыкание или температура вышла за пределы 0,1...99,9 °С, на индикатор вместо значения температуры выводится надпись "Err", а соответствующий нагреватель выключается.

Если во время отображения температуры, измеренной, например, первым датчиком, несколько раз нажимать на кнопку SB2, то с каждым нажатием соответствующий канал будет переходить из режима термостата в режим термометра и обратно. При кратковременном нажатии на кнопку SB1 восстанавливается режим поочередного отображения температуры в двух каналах. Но если удерживать кнопку SB1 нажатой длительное время, термометр-термостат войдет в режим настройки того канала, во время отображения температуры которого была нажата кнопка.

В этом режиме кнопками SB2 и SB3 выбирают необходимый параметр:

ut1 (ut2) - установка температуры выключения нагревателя в канале 1 (2);
dt1 (dt2) -установка разности температуры выключения и включения нагревателя в канале 1 (2).

Например, при установке температуры выключения 35 °С и разности 1,5 °С нагревание произойдет до температуры 35 °С, по ее достижении нагреватель будет выключен и вновь включен, когда температура понизится до 33,5 °С. Оптимальным выбором разности достигают компромисса между точностью поддержания температуры и частотой включений нагревателя.

со1 (со2) - корректировка показаний датчика 1 (2). Введенное значение суммируется (с учетом знака) с этими показаниями прежде, чем они поступят на дальнейшую обработку. Это позволяет скомпенсировать возможную погрешность датчика. В случае повторного кратковременного нажатия на кнопку SB1 на индикатор выводится хранящееся в памяти микроконтроллера значение выбранного параметра, после чего кнопками SB2 и SB3 (соответственно уменьшение и увеличение на 0,1 °С) задают его новое значение. При длительном удержании этих кнопок изменение параметра начинает происходить быстрее (приблизительно 10 раз в секунду). Через 5 с после последнего нажатия на любую кнопку установленное значение запоминается в энергонезависимой памяти микроконтроллера, а на индикатор выводится текущая температура. Коды программы из файла Termo2ch.hex записывают в программную (FLASH) память микроконтроллера, а информацию из файла Termo2ch.epp - в его EEPROM. Разряды конфигурации микроконтроллера программируют в соответствии с таблицей.

Для защиты от зависания программы в микроконтроллере должен быть включен сторожевой таймер. Поскольку интерфейс 1-Wire, используемый датчиками, критичен к тактовой частоте микроконтроллера, необходима точная настройка его внутреннего тактового генератора на 8 МГц. Для этого следует, подключив используемый экземпляр микроконтроллера к программатору, прочитать калибровочную константу, находящуюся в старшем байте слова, расположенного по адресу 0x0003 сигнатуры микроконтроллера. После загрузки в программатор файла Termo2ch.epp, но перед программированием, эту константу записывают в нулевую ячейку буфера EEPROM программатора. Микроконтроллер АТmega8 может быть заменен на ATmega8L При замене индикатора CPD-05211SR2/A аналогичным другого типа придется, возможно, подобрать резисторы R8-R15, чтобы обеспечить приемлемую яркость.

Скачать программы микроконтроллера

Автор: И. Котов, г. Красноармейск Донецкой обл., Украина; Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Люминесцентный материал для накопления света от LED-ламп 26.02.2017 Достаточно массовый переход от ламп дневного света на светодиодные источники излучения выявил одну интересную проблему. Традиционные люминесцентные краски и материалы со свойством накапливать свет и светиться после этого в темноте плохо сочетаются с LED-освещением. Широко распространенные на рынке люминесцентные материалы обычно накапливают энергию под воздействием ультрафиолетового излучения, которого нет в спектре LED-ламп. Между тем, потребность в люминесцентных материалах высока во многих сферах. Например, с помощью "светящихся" красок обозначаются маршруты эвакуации из высотных зданий, что критически важно в случае аварий. Решить проблему и создать материалы с эффектом послесвечения в сочетании с LED-освещением взялись Национальный японский институт AIST и компания Tateyama Kagaku Industry. Партнерам удалось создать материал с нужными свойствами и технологию его нанесения на пластиковую (PET) подложку. Это металлорганическая смесь, состав которой держится в секрете. В качестве металла используется некий редкоземельный материал. Полученные образцы в сочетании с LED-освещением (длина волны 460 нм) в первые 10 минут характеризуются свечением на уровне 602 мкд/м2, что в три раза интенсивнее, чем в случае представленных на рынке люминесцентных материалов. Через четыре часа яркость свечения нового материала падает до 10 мкд/м2. Отметим, обычные материалы снижают интенсивность свечения до этого уровня уже через два часа после прекращения освещения. В дальнейшем разработчики намерены получить материал с лучшими свойствами. Этого можно добиться, подобрав вид активирующей редкоземельной присадки и ее количество. Добавим, на пластиковую подложку материал наносится методом фотореакции, а не в виде смесей с отвердителем, как сейчас. Это обеспечивает высокую устойчивость к внешним неблагоприятным погодным факторам, включая попадание влаги и высокий нагрев.

Другие интересные новости:

▪ Темная материя может подогревать планеты изнутри

▪ Cмартфон Moto X Developer Edition для разработчиков

▪ Робот, передающий эмоции во время чтения

▪ Космические мусорщики на ионных двигателях

▪ Млечный Путь почти не виден

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Телевидение. Подборка статей

▪ статья Жив Курилка. Крылатое выражение

▪ статья Что такое наука? Подробный ответ

▪ статья Джеймс Джоуль. Биография ученого

▪ статья Автоматическое управление водяным насосом. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Водяные колеса. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026