Микроконтроллерное устройство управления инкубатором. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Микроконтроллеры

 Комментарии к статье

Предлагаемое вниманию читателей устройство - один из вариантов, разработанных автором приборов для управления малогабаритным инкубатором. Он обеспечивает стабилизацию температуры и периодическое включение двигателя исполнительного механизма для поворота лотков. Его можно также использовать как точный терморегулятор с возможностью периодического подключения дополнительной нагрузки, например, вентилятора.

От ранее описанных устройство отличается тем, что осуществляет полностью цифровой контроль и стабилизацию температуры с точностью 0,1 °С и изменяемым гистерезисом, а также позволяет регулировать время работы исполнительного механизма в пределах 1 ...999 с и паузу между включением двигателя в пределах 1...999 мин.

Устройство состоит из блоков управления и коммутации, соединенных пятижильным кабелем.

Принципиальная схема блока управления изображена на рис. 1. Он содержит микроконтроллер DDI, осуществляющий все необходимые операции сравнения температуры и отсчета временных интервалов, дешифратор DD2, индикаторы HG1 -HG3 и два стабилизатора напряжения питания: DA1 - цифровой части устройства и DA2 - аналоговой.

Блок коммутации (рис. 2) состоит из двух электронных ключей, один из которых (R22, U1, VD5, R24, VS1) предназначен для включения и выключения нагревателя (осветительной лампы EL1), а другой (R23, U2, VD6, R25, VS2) - электродвигателя исполнительного механизма.

Для измерения температуры применен интегральный термодатчик DA3 с линейной зависимостью выходного напряжения от температуры [1]. На транзисторах VT3, VT4 собран генератор тока 1 мА для питания DA3. Напряжение, снимаемое с его вывода 1, подается на преобразователь напряжение-частота, выполненный на микросхеме DA5 (иА02ПП1 [2]).

Поскольку напряжение на выводе 1 датчика DA3 относительно его вывода 2 зависит от температуры с коэффициентом 10 мВ/К (К - Кельвин), для смещения показаний в шкалу Цельсия на вывод 8 DA5 подается образцовое напряжение +2,732 В, снимаемое с вывода 3 стабилизатора DA4

Импульсы с вывода 9 преобразователя DA5 поступают на формирователь, собранный на транзисторах VT1, VT2 (см. рис. 1), усиленные колебания с его выхода подаются на счетный вход RA4 DD1. Микроконтроллер измеряет частоту поступающего сигнала и управляет индикаторами HG1-HG3. Первый из них отображает десятки, второй и третий - соответственно единицы и десятые доли градуса Цельсия.

Управляют устройством кнопками SB1- SB3. При первом нажатии SB1 ("Установка") на индикаторы выводится значение температуры нижнего предела (если она станет ниже этого значения, включится нагреватель). После отпускания кнопки устройство переходит в режим настройки, о чем свидетельствует мигание индикатора, который представляет модифицируемый разряд параметра. Первоначально для изменения доступен младший разряд (HG3). Нужный разряд выбирают нажатием кнопки SB2 ("Выбор"), а требуемое значение устанавливают с помощью SB3 ("+").

Следующее нажатие кнопки SB1 переводит устройство в режим установки верхнего предела температуры (при его превышении нагреватель отключается). Нужное значение устанавливают, манипулируя теми же кнопками SB2 и SB3.

После третьего нажатия кнопки SB1 на индикаторах отображается время (в секундах), на которое включается после очередной паузы механизм поворота лотков. Следующее нажатие на SB1 выводит для модификации интервал (в минутах) между включениями электродвигателя. Если хотя бы один из этих параметров (время работы или паузы) равен нулю, исполнительный механизм не включается.

Наконец, пятое нажатие кнопки SB1 переводит устройство в рабочий режим, и на индикаторах появляется значение текущей температуры. Все установленные параметры сохраняются в энергонезависимой памяти микроконтроллера DDI. Следует заметить, что в режиме установки измерение и сравнение температуры не производятся.

Коды программы для микроконтроллера DD1 приведены в таблице.

(нажмите для увеличения)

Блоки управления и коммутации, а также измерительная часть устройства (на рис. 2 обведена штрихпунктирной линией) смонтированы на отдельных макетных платах подходящих размеров (печатные платы не разрабатывались).

В качестве источника питания устройства допустимо использовать любой малогабаритный блок, обеспечивающий выходное напряжение не менее 12 В при токе 150 мА.

Вместо PIC16F84 в блоке управления можно применить микроконтроллеры PIC16F84A, PIC16CR84 или PIC16C84. Постоянные резисторы R16 - R18 - с допускаемым отклонением от номинала ±1...2%, остальные - с допуском ±10%, подстроечные R19 и R20 - СПЗ-19а, СПЗ-39а или проволочные СП5-2. Оптроны АОУ115Г заменимы приборами АОУ115Д, АОУ1 В, индикаторы АЛC324Б - аналогичными импортными с общим анодом (при этом сопротивление резисторов R5-R12 можно увеличить в два-три раза).

Кроме КУ208Г, в блоке коммутации допустимо применение симисторов ТС112-10, ТС112-16. Если мощность нагрузки симистора не превышает 200 Вт, можно обойтись без теплоотвода, в противном случае необходим ребристый теплоотвод (при коммутируемой мощности до 1 кВт его размеры - примерно 60x50x25 мм).

Термодатчик К1019ЧТ1 отличается от описанного в [1] К19Ml (зарубежный аналог LM335) отсутствием вывода калибровки. При использовании К1019ЕМ1 его вывод 3 подключают вместо вывода 2 К1019ЧТ1, вывод 2 - вместо вывода 1, а вывод калибровки оставляют свободным.

Микросхема ПНЧ UА02ПП1 - модифицированный аналог зарубежной LM331, схема включения которой изображена на рис. 3. В крайнем случае вместо UA0ПП1 можно использовать КР1108ПП1, включив ее в соответствии со схемой на рис. 1, приведенной в [3], и уменьшив номинал любого из частотозадающих элементов в два раза (предпочтительнее конденсатора С1). Однако такая замена потребует применения двуполярного источника питания напряжением +15 и -15 В.

Налаживание устройства сводится к калибровке измерительной части.

Для этого датчик DA3 помещают в тающий снег или лед и подстроечным резистором R19 устанавливают нулевые показания индикаторов. Затем датчик вместе с точным термометром опускают в термос с водой, нагретой до температуры +30...40 °С. Через некоторое время подстроечным резистором R20 добиваются соответствующих показаний индикаторов. В некоторых случаях может потребоваться подбор резистора R16 в пределах 90...110кОм.

Возможны различные варианты конструкции устройства. Например, блок управления располагают снаружи инкубатора и соединяют пятижильным кабелем с устройством коммутации, размещенным внутри камеры инкубатора. В любом случае измерительную часть рекомендуется изготовить в виде выносного датчика, установленного над лотками и соединенного с устройством трехжильным кабелем. В авторском варианте этот узел смонтирован на малогабаритной плате и помещен в герметичный пластмассовый корпус.

Рекомендации по конструированию исполнительного механизма приведены в [4]. Следует заметить, что благодаря возможности точной установки времени работы двигателя, отпадает необходимость в кулачковом механизме и контактных выключателях на валу редуктора двигателя. Во время налаживания устройства нужно только точно подобрать такое время работы двигателя, чтобы вал редуктора поворачивался на нужный угол.

Литература

1. Бирюкове. Микросхемы-термодатчики К1019ЕМ1, К1019ЕМ1А. - Радио, 1996, № 7, с. 59.
2. Техническое описание UА02ПП1. - <kwazar-ia.kiev.ua>
3. Интегральный преобразователь напряжение-частота-напряжение КР1108ПП1 и его применение. - Радио, 2001, № 8, С. 51.
4. Григорьев А. Блок управления кинематикой инкубатора. - Радио, 1999, № 10, с. 32.

Автор: А.Борисевич, г.Севастополь, Украина

Смотрите другие статьи раздела Микроконтроллеры.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Токсичность интернета преувеличена 07.01.2026

Социальные сети нередко воспринимаются как арена постоянной агрессии, оскорблений и распространения фейковой информации. Новое исследование Стэнфордского университета показывает, что реальность значительно отличается от популярного представления: интернет гораздо менее токсичен, чем многие пользователи считают. Ученые опросили более тысячи американцев, попросив их оценить долю пользователей соцсетей, которые ведут себя агрессивно или распространяют ненависть. Оказалось, что впечатления людей сильно преувеличивают масштабы проблемы. Например, респонденты считали, что почти половина пользователей Reddit хотя бы раз оставляла оскорбительные комментарии, тогда как фактические данные платформы показывают, что таких людей не более 3%. Аналогичная ситуация наблюдается с дезинформацией. Опрос показал, что большинство участников считали почти половину аудитории Facebook распространителями фейковых новостей, однако статистика говорит об обратном: фактическая доля таких пользователей состав ...>>

Процессоры Ryzen AI 400 07.01.2026

Современные вычисления все больше ориентируются на интеграцию искусственного интеллекта и высокую производительность в компактных устройствах, таких как ноутбуки и мини-ПК. Новая линейка процессоров AMD Ryzen AI 400 демонстрирует, как разработчики объединяют мощные центральные ядра, графику и нейросетевые ускорители в одном чипе, чтобы удовлетворять растущие потребности пользователей в играх, контенте и ИИ-приложениях. AMD представила процессоры серии Gorgon Point, которые включают до 12 ядер Zen 5 и до 24 потоков вычислений. Чипы поддерживают интегрированную графику RDNA 3.5, обеспечивают максимальную тактовую частоту до 5,2 ГГц и имеют энергопотребление от 15 Вт до 54 Вт. Особое внимание уделено NPU, способному обрабатывать до 60 триллионов операций в секунду (TOPS), что делает эти процессоры эффективными для задач с искусственным интеллектом. Конструкция Ryzen AI 400 сочетает ядра Zen 5 и Zen 5c, обеспечивая высокую гибкость и производительность. Несмотря на то, что архитектур ...>>

Женщины лучше распознают признаки болезни по лицу 06.01.2026

Способность распознавать, что кто-то нездоров, часто проявляется интуитивно: бледная кожа, опущенные веки, уставшее выражение лица могут сигнализировать о недомогании. Новое исследование международной группы ученых показало, что женщины в среднем точнее мужчин улавливают такие тонкие невербальные признаки болезни, что может иметь эволюционные и социальные объяснения. В отличие от предыдущих работ, где использовались отредактированные фотографии или имитация больных лиц, ученые решили проверить, насколько люди способны распознавать естественные признаки недомогания. Такой подход позволил оценить реальную чувствительность к изменениям в лицах, возникающим при болезни. В исследовании приняли участие 280 студентов, поровну мужчин и женщин. Участникам предложили оценить 24 фотографии, на которых изображены люди как в здоровом состоянии, так и во время болезни. Это дало возможность сравнить восприятие естественных признаков недомогания в реальных лицах. Для анализа состояния каждого ...>>

Случайная новость из Архива Драйвера для коммутации светодиодов белого цвета EL7513 15.01.2003 Фирмой INTERSIL объявлено о выпуске оригинального драйвера, предназначенного для коммутации светодиодов белого цвета EL7513. Драйвер питается напряжением от 2,6 до 5,5 В, но обеспечивает на нагрузке напряжение до 18 В и может обеспечить работу до 12 светодиодов. Яркость свечения светодиодов регулируется с помощью внешнего ШИМ-сигнала. Одна из схем включения светодиодов показана на рисунке. Микросхема выпускается в миниатюрном 8-выводном корпусе SOT-23.

Другие интересные новости:

▪ Робот-экспериментатор

▪ Быстрое измерение параметров магнитного поля

▪ Электрохимические транзисторы с уникальными свойствами

▪ Обезьяны вооружаются

▪ Оптоволоконные решения 40/100 Гбит от Siemon

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Зрительные иллюзии. Подборка статей

▪ статья Школа злословия. Крылатое выражение

▪ статья В честь какого неудачного покорителя космоса назван лунный кратер? Подробный ответ

▪ статья Орехи Югланс. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Модернизация часов Электроника 7-21-03. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Карта-хамелеон (два способа). Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026