Digitálny obvod regulátora teploty je presný regulátor teploty v lekárskych, priemyselných a domácich aplikáciách. Tento systém je lepší ako analógový / termostatový systém, ktorý má zlú presnosť. Môže sa napríklad použiť na reguláciu teploty v inkubátore, kde je veľmi dôležité udržiavať presnú teplotu.
Digitálny systém regulácie teploty
Bloková schéma digitálneho regulátora teploty Popis
Tento navrhovaný systém digitálneho regulátora teploty poskytuje informácie o teplote na displeji a keď teplota prekročí nastavenú hodnotu, potom sa záťaž (tj. Ohrievač) vypne. V tomto projekte je lampa poskytnutá ako záťaž na demonštračné účely. Bloková schéma digitálneho systému regulácie teploty je uvedená nižšie.
Bloková schéma digitálneho regulátora teploty
Navrhovaný systém digitálneho regulátora teploty využíva mikrokontrolér rodiny 8051, ktorý je srdcom aplikácie. Zobrazovacia jednotka sa skladá zo štyroch sedemsegmentový displej , Teplotný senzor a sú prepojené s mikrokontrolérom.
Digitálny teplotný snímač bol prepojený s mikrokontrolérom na snímanie teplotných podmienok. Tento systém tiež poskytuje štyri tlačidlové spínače na úpravu nastavení teploty.
Potom mikrokontrolér nepretržite sníma informácie o teplote prostredníctvom digitálneho teplotného snímača a zobrazuje sa na 7-segmentovej zobrazovacej jednotke a automaticky vypne žiarovku, keď príslušná teplota prekročí nastavenú hodnotu.
Hardvérové požiadavky
- Transformátor (230 - 12 V striedavý prúd)
- Regulátor napätia (LM 7805)
- Usmerňovač
- Filtrovať
- Mikrokontrolér (at89s52 / at89c51)
- Snímač teploty DS1621
- Tlačidlá
- 7 segmentový displej
- BC547
- Rezistory
- Kondenzátory
- 1N4007
- Relé
Mikrokontrolér (AT89S52)
Atmel AT89S52 je výkonný mikrokontrolér založený na 8051, ktorý poskytuje vysoko flexibilné a nákladovo efektívne riešenie mnohých zabudovaných riadiacich aplikácií.
AT89S52 poskytuje nasledujúce štandardné funkcie:
- 8 kB bytov Flash
- 256 bajtov RAM
- 32 I / O liniek
- Časovač strážneho psa
- Dva ukazovatele údajov
- Tri 16-bitové časovače / počítadlá
- Šesť vektorová dvojúrovňová architektúra prerušenia
- Plne duplexný sériový port
- Oscilátor na obvode a obvod hodín
Pinový diagram je uvedený nižšie.
Mikrokontrolér 8051
Snímač teploty - DS1621
Senzor je zariadenie, ktoré prijíma a reaguje na signál alebo stimul. Senzor dokáže prevádzať prijatý signál iba na elektrickú formu.
The Snímač teploty - DS 1621 poskytuje nasledujúce štandardné funkcie:
- Merania nevyžadujú žiadne externé komponenty
- Meria teploty od -55 ° C do + 125 ° C v krokoch 0,5 ° C (67 ° F až 257 ° F v krokoch 0,9 ° F)
- Teplota sa číta ako 9-bitová hodnota (2-bajtový prenos)
- Široký rozsah napájania (2,7 V až 5,5 V)
- Prevedie teplotu na digitálne slovo za menej ako 1 sekundu
- Termostatické nastavenia sú používateľsky nastaviteľné a neprchavé
- Údaje sa čítajú z / zapisujú cez dvojvodičové sériové rozhranie (otvorené vstupno-výstupné linky)
- Medzi aplikácie patrí termostatická regulácia, priemyselné systémy, spotrebné výrobky, teplomery alebo akýkoľvek systém citlivý na teplo
- Jedná sa o 8-pinový DIP alebo SO balík
Popis špendlíka
Popis kolíka DS1621
- SDA - dvojvodičový sériový dátový vstup / výstup
- SCL - 2-drôtové sériové hodiny
- GND - zem
- TOUT - výstupný signál termostatu
- A0 - Zadanie adresy čipu
- A1 - Zadanie adresy čipu
- A2 - Zadanie adresy čipu
- VDD - napätie napájacieho zdroja
Funkčný diagram modelu DS1621 je zobrazený na obrázku nižšie.
Funkčný blokový diagram DS1621
DS1621 poskytuje 9-bitové údaje o teplote, ktoré indikujú teplotu zariadenia. Výstupný signál termostatu (TOUT) je aktívny, keď teplota zariadenia prekročí nastavenú teplotu (TH).
Výstup zostáva aktívny, kým teplota neklesne pod používateľom definovanú teplotu TL, čo umožňuje prípadnú potrebnú hysteréziu. Užívateľom definované nastavenia teploty sú uložené v energeticky nezávislej pamäti, takže pred vložením do systému je možné programovať súčiastky.
Všetky nastavenia teploty a hodnoty teploty sa prenášajú do / z prístroja DS1621 z prístroja Mikrokontrolér cez jednoduché 2-vodičové (I2C) sériové rozhranie .
Meranie teploty
DS1621 meria teplotu pomocou teplotného snímača založeného na pásmovej medzere. Delta-sigma analógovo-digitálny prevodník (ADC) prevádza nameranú teplotu na digitálnu hodnotu, ktorá je kalibrovaná v ° C alebo ° F.
Čítanie teploty je poskytované v 9-bitovom dvojkomorovom čítaní vydaním príkazu READ TEMPERATURE. Dáta sa prenášajú najskôr cez dvojvodičové sériové rozhranie - MSB ( Rozhranie sériovej komunikácie I2C ).
Základný sedemsegmentový displej
Táto verzia je bežnou anódovou verziou. To znamená, že kladná časť každej LED je pripojená k spoločnému bodu, ktorý je v tomto prípade pin 3, Vcc. Každý Dióda vyžarujúca svetlo má zápornú nohu, ktorá je pripojená k jednému z kolíkov zariadenia.
7-segmentový LED displej
Aby to fungovalo, musíte zapojiť pin 3 až 5 voltov. Potom, aby sa každý segment rozsvietil, pripojte uzemňovací kolík, ktorý viedol k zemi, cez rezistor. Môže byť tiež použitý cez akýkoľvek pin portu mikrokontroléra v potápačskom režime napr. PORT 0 v mikrokontroléri série 8051.
Softvér
Na napísanie kódu aplikácie sme použili jazyk „C“ a zostavili sme to pomocou kompilátora KEIL micro vision (IDE). Po dokončení zápisu softvéru sa tento kód prevedie na hexadecimálny kód, aby sa dal ovládať mikrokontrolér. Vygenerovaný hexadecimálny kód sa prepáli do mikrokontroléra pomocou vhodného programátora.
Schematický diagram zapojenia digitálneho regulátora teploty
Na prevádzku systému je potrebné napájanie 5 V, ktoré je pripojené k 40 pinu mikrokontroléra a GND je pripojené k jeho 20 pinu. Kolík 1,0 až 1,3 portu 1 je pripojený k tlačidlám. Kolíky 3,5 až 3,7 mikrokontroléra sú pripojené k 1, 2, 3 kolíkom teplotného snímača DS1621.
Schéma digitálneho regulátora teploty
Pin 0,0 až 0,6 portu 0 mikrokontroléra je pripojený k 7-segmentovému displeju. Kolíky 2.0 až 2.3 portu 2 mikrokontroléra sú pripojené k tranzistorom BC547 portu 2 mikrokontroléra sú pripojené k tranzistoru BC547. Pin 2.4 je pripojený k ďalšiemu tranzistoru BC547, ktorý poháňa relé.
Pracovne
Projekt využíva digitálny teplotný snímač DS1621, ktorý je prepojený s mikrokontrolérom. Povrch tohto 8kolíkového integrovaného obvodu sníma teplotu okolia a dodáva sériové digitálne údaje na kolíku č. 1, ktorý sa zobrazuje z mikrokontroléra 4 jednotkami 7segmentový spoločný anódový displej všetky paralelne pripojené k portu „0“.
Štyri tlačidlové spínače sú prepojené s mikrokontrolérom s pull-up rezistormi, ktoré pomáhajú programovať nastavenú teplotu podľa želania. Výstup z mikrokontroléra na kolíku 25 poháňa tranzistor, ktorý zase riadi relé, ktoré zapína alebo vypína ohrievač na udržanie teploty.
V rámci projektu sa však na demonštračné účely namiesto žiarovky používa žiarovka. Po dosiahnutí nastavenej teploty bude lampa normálne svietiť, aby sa zhasla.
Aplikácie digitálneho regulátora teploty
Nasleduje niekoľko príkladov aplikácií, ktorým je potrebné venovať osobitnú pozornosť.
- Vonkajšie použitie, pri ktorom existuje potenciálna chemická kontaminácia alebo elektrické rušenie
- Systémy riadenia jadrovej energie, spaľovacie systémy, železničné systémy, letecké systémy
- Zdravotnícke vybavenie, zábavné stroje, vozidlá, bezpečnostné zariadenia a inštalácie podliehajú samostatným priemyselným alebo vládnym predpisom
- Systémy, stroje a zariadenia, ktoré by mohli predstavovať riziko pre život alebo majetok
Jedná sa teda o digitálny regulátor teploty využívajúci mikrokontrolér. Dúfame, že ste tomuto konceptu lepšie porozumeli.
Ďalej akékoľvek otázky týkajúce sa tohto konceptu alebo projektov založených na mikrokontroléroch, poskytnite nám spätnú väzbu prostredníctvom komentárov v sekcii komentárov nižšie. Je tu pre vás otázka, aká je funkcia 7-segmentového displeja?
