Программируемый термостабилизатор на микроконтроллере. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Микроконтроллеры

 Комментарии к статье

Необходимость в данном устройстве возникла при решении задачи контроля и стабилизации температуры в технологических процессах на одном из предприятий. Для нагрева и охлаждения там использовался пар с котельной и холодная вода из артезианской скважины, которые через заслонки подавались в теплообменники, бойлеры, рубашки охлаждения и т. д. Заслонки на трубопроводах были двух типов: чисто пневматические мембранного типа с камерой, давление сжатого воздуха в которой определяло ее положение и электромеханические с реверсируемым двигателем.

Результатом проведенной работы стало предлагаемое устройство, которое позволяет управлять заслонками обеих типов с помощью двух мощных ключей на симисторах. Для пневматической заслонки на входе камеры устанавливаются два нормальнозакрытых электрических клапана. Один из них подает в камеру сжатый воздух большого давления, второй выпускает его оттуда при закрытом первом клапане. Электродвигатель электромеханической заслонки подключается непосредственно к устройству, в этом случае ключами задается его направление вращения. Ниже приводятся электрическая схема, принципы работы и параметры устройства. Возможны варианты поставки на заказ настроенных плат устройства. Жду Ваших предложений.

Рис.1. Схема программируемого стабилизатора (нажмите для увеличения)

Детали: U1 - К561ЛН1, U18 - К1533ИД7, U7 - PIC16F84-04I/P, U9 - DS1820, U10,U11 - АОУ115В, U17,U14,U15,U16 - HD1077G.

Температурный датчик U9 измеряет температуру и передает ее в микроконтроллер U7, который выводит ее на четырехразрядный индикатор на U14-U17, управляет двумя мощными ключами на X7,X8. Ключи гальванически развязаны от остальной схемы с помощью U10,U11. Светодиоды U12,U13 загораются при открытых ключах. Третьей задачей микроконтроллера является опрос клавиатуры, подключаемой через разъем X9.

Схема позволяет использовать стандартную телефонную клавиатуру 4*3 клавиши, но программно поддерживается только один ее столбец (STL0), т.е. 4 кнопки. Их достаточно для выполняемых функций. Для сканирования клавиатуры используются импульсы динамической индикации, которые, пройдя через нажатую клавишу, усиливаются усилителем U1, и, это особенность данной схемы, принимаются по тому порту, куда выдаются (RB0 для STL0) данные разрядов индикатора. Во время, когда опрос клавиатуры не производится, выходы усилителя переводятся в Z-состояние, для чего используется порт RB7. Резисторы R1-R3 - защитные. Напряжение сети 220В подается на общий для ключей вывод FAZA, и на клапана или двигатель, которые другими выводами соединяются с KLAPAN1 и KLAPAN2.

Для наиболее точной стабилизации температуры в программном управлении ключами заложены следующие принципы:

1. Ключ X7 предназначен для увеличения температуры, X8 - для уменьшения. При несовпадении температуры с требуемой производится выбор нужного ключа и он открывается на программируемое время открытия, затем, в течение тоже программируемого времени установления, при закрытом ключе температура измеряется и снова производится выбор ключа. Таким образом, в режиме стабилизации можно выделить периоды, состоящие из времени открытия и времени установления.

2. При решении открыть соответствующий ключ учитывается приращение или уменьшение температуры, полученное при предыдущих измерениях. Для устранения эффекта перерегуляции рассчитывается время, прошедшее с момента перехода через требуемую температуру до момента, когда температура минимальна или максимальна и используется для определения момента, когда нужно открывать или закрывать заслонку.

3. Режим стабилизации может отключаться с клавиатуры. При его отключении производится закрытие заслонки путем включения уменьшающего ключа на несколько секунд.

4. С клавиатуры вводятся и запоминаются в постоянной памяти требуемая температура, время открытия и время установления.

Температурный датчик DS1820 передает в микроконтроллер уже обработанную температуру в цифровом последовательном коде по однопроводному интерфейсу. Длина соединительных проводов между датчиком и устройством может достигать 10 - 15 метров и не влияет на точность измерения. Более подробную информацию об этой микросхеме можно получить на сайте фирмы Dallas Semiconductor (dalsemi.com). А текст подпрограммы, используемой в термостабилизаторе для получения температуры (работы с датчиком), можно посмотреть здесь.

Документация (Datashit) на МК PIC16F84

Желаю творческих успехов.

Автор: Владимир Шашин; Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Микроконтроллеры.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Быстрая смена аккумуляторов электрокаров Tesla 26.06.2013 Производитель электромобилей компания Tesla представила технологию, которой давно ждали: автоматизированную систему быстрой замены аккумулятора электрокара. Теперь владельцам электромобиля не придется ждать на заправке по 5 часов, пока зарядится аккумулятор - робот заменит ее на заряженный всего за 90 секунд. Новую технологию лично презентовал известный инноватор и бизнесмен Элон Маск. Вообще, в Tesla давно "дразнили" этой новинкой, в частности электромобиль Tesla Model S изначально имеет быстросменяемую батарею. Оставалось разработать только соответствующее оборудование для заправки. Американцы выбрали для этого полностью автоматизированную систему, которая тратит на замену батареи даже меньше времени, чем требуется для заправки обычным бензином. Первоначально компания Tesla будет устанавливать новые автоматизированные системы на своих электрозаправках вдоль некоторых самых оживленных автострад США, в частности на дорогах между пятью штатами вдоль западного побережья и на дорогах между Вашингтоном и Бостоном. Если испытания в штатном рабочем режиме пройдут хорошо, сеть роботизированных электрозаправок расширится. Судя по всему, Tesla вполне могут захватить рынок электрических заправок, ведь тот, кто первым ее развернет, скорее всего, заставит производителей электроавто подстраиваться под свои стандарты. Стоимость каждой автоматизированной электрозаправки составит около 500 000 долл., а стоимость замены аккумулятора (то есть заправки электромобиля) Model S будет эквивалентна стоимости 57 л бензина - это 50-65 долл. в зависимости от региона. Получается, что заправка электромобиля Model S будет дороже, чем обычного бензинового авто, ведь за те же деньги на бензиновой машине можно проехать в 1,5-2 раза большее расстояние. Однако на самом деле ездить на Model S гораздо выгоднее, поскольку электромобиль можно заряжать дома, а полный заряд батареи емкостью 85 кВт*ч по обычным тарифам электросети обойдется в считанные доллары, и на этом дешевом заряде можно проехать до 420 км - более чем достаточно для большинства поездок. В случае же, если нужно ехать дальше - можно будет воспользоваться новой роботизированной электрозаправкой. Цена на замену аккумулятора вряд ли может быть ниже, ведь само оборудование электрозаправки стоит недешево, да к тому же приходится производить по несколько аккумуляторов на одну выпущенную машину, что само по себе требует инвестиций. Пока точно непонятно, каким образом будет происходить замена батарей, ведь владельцы нового аккумулятора не захотят, чтобы его меняли на старый и "заезженный". Судя по всему, пока это будет выглядеть как прокат - на обратном пути владелец сможет забрать свой заряженный аккумулятор обратно. Это на первый взгляд сложная система, но надо иметь ввиду, что электротранспорт только начал развиваться. В любом случае, в некоторых странах электротранспорт уже намного доступнее выгоднее бензиновых машин. Например тот же Tesla Model S в США можно взять в кредит с выплатой $580 в месяц (стоимость машины с батареей 85 кВт*ч составляет $72 400). Учитывая экономию на бензине и техобслуживании, для многих американских семей это даже более выгодно, чем новее бензиновые машины.

Другие интересные новости:

▪ Lenovo F20 iCoke

▪ Электровелосипед Zectron Electric Bike

▪ Ветряки по ночам греют землю

▪ Дроны для поиска людей, потерявшихся в лесу

▪ Город будущего от Toyota

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электромонтажные работы. Подборка статей

▪ статья Робинзон. Крылатое выражение

▪ статья Движутся ли континенты? Подробный ответ

▪ статья Кузнец-молотобойца. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Передаёщая приставка к приемнику Катран. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Загадки про фрукты и ягоды

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025