Opori-osveshenia.ru

Опоры освещения
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

СХЕМА ТЕРМОРЕГУЛЯТОРА

СХЕМА ТЕРМОРЕГУЛЯТОРА

Поводом для сборки этой схемы послужила поломка терморегулятора в электрическом духовом шкафу на кухне. Поискав в интернете, особого изобилия вариантов на микроконтроллерах не нашел, конечно есть кое-что, но все в основном рассчитаны на работу с термодатчиком типа DS18B20, а он очень ограничен в температурном диапазоне верхних значений и для духовки не подходит. Задача ставилась измерять температуры до 300°C, поэтому выбор пал на термопары К-типа. Анализ схемных решений привел к паре вариантов.

Схема терморегулятора — первый вариант

Термостат собраный по этой схеме имеет заявленный предел верхней границы 999°C. Вот что получилось после его сборки:

Схема терморегулятора - первый вариант 1

Испытания показали, что сам по себе термостат работает достаточно надежно, но не понравилось в данном варианте отсутствие гибкой памяти. Пошивка микроконтроллера для обеих вариантов — в архиве.

Схема терморегулятора - первый вариант 2

Схема терморегулятора — второй вариант

Немного поразмыслив пришел к выводу, что возможно сюда присоединить тот же контроллер, что и на паяльной станции, но с небольшой доработкой. В процессе эксплуатации паяльной станции были выявлены незначительные неудобства: необходимость перевода таймеров в 0, и иногда проскакивает помеха которая переводит станцию в режим SLEEP. Учитывая то, что женщинам ни к чему запоминать алгоритм перевода таймера в режим 0 или 1 была повторена схема той же станции, но только канал фен. А небольшие доработки привели к устойчивой и "помехонекапризной" работе терморегулятора в части управления. При прошивке AtMega8 следует обратить внимание на новые фьюзы. На следующем фото показана термопара К-типа, которую удобно монтировать в духовке.

термопара К-типа

Работа регулятора температуры на макетной плате понравилась — приступил к окончательной сборке на печатной плате.

Как сделать терморегулятор с цифровой индикацией и микроконтроллером

Закончил сборку, работа тоже стабильная, показания в сравнении с лабораторным градусником отличаются порядка на 1,5°C, что в принципе отлично. На печатной плате при настройке стоит выводной резистор, пока что не нашел в наличии SMD такого номинала.

Как сделать терморегулятор с цифровой индикацией

Светодиод моделирует ТЭНы духовки. Единственное замечание: необходимость создания надежной общей земли, что в свою очередь сказывается на конечный результат измерений. В схеме необходим именно многооборотный подстроечный резистор, а во-вторых обратите внимание на R16, его возможно тоже необходимо будет подобрать, в моём случае стоит номинал 18 кОм. Итак, вот что имеем:

терморегулятор с цифровой индикацией своими руками

В процессе экспериментов с последним терморегулятором появились ещё незначительные доработки, качественно влияющие на конечный результат, смотрим на фото с надписью 543 — это означает датчик отключен или обрыв.

термодатчик отключен или обрыв

И наконец переходим от экспериментов до готовой конструкции терморегулятора. Внедрил схему в электроплиту и пригласил авторитетную комиссию принимать работу 🙂 Единственное что жена забраковала — маленькие кнопки на управлении конвекцией, общее питание и обдув, но это решаемо со временем, а пока выглядит вот так.

ТЕРМОРЕГУЛЯТОР для плиты

Регулятор заданную температуру держит с точностью до 2-х градусов. Происходит это в момент нагрева, из-за инертности всей конструкции (ТЭНы остывают, внутренний каркас выравнивается температурно), в общем в работе схема мне очень понравилась, а потому рекомендуется для самостоятельного повторения. Автор — ГУБЕРНАТОР.

Форум по обсуждению материала СХЕМА ТЕРМОРЕГУЛЯТОРА

Предохранители — как они работают и самые распространенные типы в электронике.

Чип-антенны на печатных платах — особенности конструкции, установка и согласование с волноводом.

Усилитель мощности звука с двойной термостабилизацией — теория работы схемы и практическое тестирование.

Бесколлекторный двигатель постоянного тока — занимательная теория работы мотор-колеса.

Простейший цифровой термостат на PIC микроконтроллере

Основное отличие в представленном устройстве от похожих, коих предостаточно на просторах Интернета, это отсутствие в схеме знакосинтезирующих индикаторов (ж/к или светодиодных). Отказ от этого элемента позволяет применить более дешёвый микроконтроллер, многократно снизить стоимость устройства, уменьшить трудозатраты на его изготовление и минимизировать размеры.

Схема этого простейшего устройства содержит всего лишь полтора десятка копеечных элементов, самым дорогим из которых является цифровой датчик температуры DS18B20. К слову сказать он оказался неожиданно дорогим (130 рублей в Хабаровске). Сердцем устройства является дешёвый и доступный микроконтроллер PIC12F629 фирмы MICROCHIP. Видимая простота не означает убогий функционал, напротив, устройство получилось весьма функциональным и помимо основной функции — управление исполнительным устройством в зависимости от измеряемой температуры окружающей среды, имеет ряд дополнительных:

  • контролирует напряжение питания исполнительного устройства с индикацией снижения напряжения ниже допустимого и отключением исполнительного устройства;
  • отображает по требованию измеряемую температуру вспышками светодиода;
  • позволяет менять режим работы исполнительного устройства (автоматический/выключен/включен) с запоминанием последнего режима;
  • позволяет оперативно изменять настройки с запоминанием в энергонезависимой памяти;
  • отображает режим работы и неисправность датчика температуры в случае, если таковая обнаружится.

Управление устройством осуществляется одной кнопкой, а индикация производится одним светодиодом.

Читайте так же:
Сварочная струбцина своими руками

Для чего же он такой простой нужен? Это длинная история , но если коротко, то нужен он для автоматического управления дополнительной электрической помпой автомобиля. Однако сфера его применения этим не ограничивается. При необходимости и соответствующем желании его можно применить где-нибудь и в быту.

Теперь о самой схеме.

Принципиальная схема устройства приведена на рисунке 1.

Рисунок 1

Основной элемент схемы — доступный и недорогой микроконтроллер PIC12F629 фирмы Microchip.

Питание микроконтроллера осуществляется от стабилизатора DA1, напряжение на который поступает с реле выключателя печки через диод VD1. Это обеспечивает питание микроконтроллера при включении печки.

Резисторы R2 и R6 образуют делитель напряжения, необходимый для контроля уровня разряда аккумуляторной батареи (АКБ) автомобиля. Резистор R1 служит для питания цифрового датчика температуры, который включён по схеме паразитного питания. Резистор R4 обеспечивает подтяжку к плюсу вывода микроконтроллера, к которому подключена кнопка управления. Не смотря на то, что микропроцессор имеет возможность программой подтяжки входной линии к плюсу, в цепи согласования использован внешний резистор R4, что по некоторым сведениям улучшает помехозащищённость схемы, а в условиях импульсных помех при работе ДВС это крайне необходимо. Токоограничительные резисторы R3 и R5 ограничивают ток светодиода и транзистора VT1 соответственно.

В главном цикле программы микроконтроллера постоянно опрашивается состояние кнопки. В автоматическом режиме примерно каждые 5 секунд опрашивается датчик температуры. Интервал был выбран исходя из того, что более частый опрос датчика приводит к его саморазогреву с искажением показаний температуры. При падении температуры ниже определённого значения включается реле управления, при повышении этого значения с гистерезисом в 2 градуса, реле выключается. Температурным гистерезисом называется разность температур включения и выключения терморегулятора. От величины гистерезиса зависит точность поддержания температуры и частота включения-выключения реле. В исходных настройках температура выключения 20 градусов, температура включения реле – 18 градусов. Вход в режим изменения настроек позволяет оперативно изменять температуру срабатывания реле.

В режиме «постоянно включено» и в автоматическом режиме дополнительно измеряется уровень напряжения на АКБ. При снижении напряжения АКБ ниже 10 вольт реле управления отключается, а светодиод начинает быстро мигать. Для исключения многократного переключения реле под влиянием шумов и помех при граничной величине уровня напряжения на АКБ, включение реле осуществится при напряжении выше 11,3 вольта. Таким образом гистерезис составляет порядка 1,3 вольта.

По поведению свечения светодиода можно определить режим работы устройства.

режимсостояние светодиодасостояние устройствареле устройства
1не горитне работаетвыключено
2горит непрерывнопостоянно включеновключено
3не горит, но периодически мигаетавтоматический режим (диапазон высокой температуры)выключено
3горит и периодически мигаетавтоматический режим (диапазон низкой температуры)включено
3не горит, но периодически мигает серией быстрых вспышекавтоматический режим. Неисправен датчик температурывыключено
2, 3непрерывно мигаетпостоянно включен или автоматический режим. Низкий заряд АКБвыключено

Изменение режима работы устройства производится путём нажатия и удержания (около 6 секунд) кнопки в нажатом состоянии. Переход к следующему режиму будет сигнализирован коротким однократным миганием светодиода, и кнопку можно отпустить, после чего светодиод мигнёт количество раз равное установленному режиму работы устройства. Смена режимов производится по кругу, от меньшего к большему. Выбранный режим сохраняется в памяти микроконтроллера и при следующем включении восстанавливается.

режим работы устройстваколичество миганий светодиода при выборе режима работы
не работает1
постоянно включен2
автоматический3

В любом режиме работы устройства путём короткого нажатия на кнопку серией вспышек отобразится текущая измеренная температура окружающей среды. Следует отметить, что функция отображение температуры не проектировалась в качестве основной, поэтому данная функция была сведена до простого мигания светодиодом и для определения температуры по вспышкам светодиода требуется высокая степень концентрации внимания, а поэтому недопустимо пользоваться этой функцией во время управления автомобилем.

Алгоритм отображения температуры следующий: После кратковременного нажатия на кнопку светодиод должен потухнуть. Спустя некоторую паузу двумя сериями вспышек отобразиться измеренная температура: Первая серия вспышек, пауза, вторая серия вспышек. В первой серии вспышек отобразиться знак температуры (1 вспышка – положительная, 2 вспышки – отрицательная, 3 вспышки – нулевая температура). Второй серией вспышек отобразиться сама температура (по числу вспышек светодиода). После чего устройство перейдёт в обычный режим работы. При неисправности датчика температуры светодиод вспыхнет 5 раз одной серией вспышек.

В режиме изменения настроек микроконтроллера можно оперативно изменить температуру срабатывания реле. Вход в режим изменения настроек осуществляется следующим образом: нажать и удерживать кнопку устройства, включить печку. Устройство инициализируется и светодиод начнёт быстро мигать. Удерживать кнопку нужно в течение примерно 20 секунд. Всё это время светодиод будет быстро мигать. Как только светодиод потухнет, кнопку нужно отпустить. После небольшой задержки, серией вспышек светодиод покажет температуру включения реле (нижний порог температурного гистерезиса) запрограммированной в настоящий момент. Затем можно приступать к программированию. Необходимо нажать кнопку устройства количество раз соответствующее желаемой температуре включения реле. Каждое нажатие на кнопку сопровождается одной вспышкой светодиода. Значение может быть в предёлах от 1 до 30. После окончания ввода необходимо ожидать 20 секунд. Впоследствии произойдёт выход микроконтроллера из режима изменения настроек, чем светодиод серией вспышек отобразить новую температуру включения реле, а значение будет сохранено в энергонезависимой памяти микроконтроллера. После выхода из режима изменения настроек микроконтроллер переход в обычный режим работы. Если при входе в режим изменения настроек кнопку не нажимать, то через 20 секунд произойдёт выход из режима без изменения настроек.

Подключение устройства. Устройство запитывается от бортовой сети автомобиля +12 Вольт. Провод питаня подключается в салоне автомобиля к проводу питания вентилятора печки. Клемма массы закручивается под любой удобный болт соединённый с кузовом автомобиля. Реле управления – автомобильное 12-ти вольтовое с шунтирующим диодом (в колодке). Удобнее его монтировать в подкапотном пространстве в месте, максимально защищенном от действия влаги. Кнопка и светодиод выводятся в удобное место. Датчик температуры помещается в пластиковую (например, от авторучки) или термоусадочную трубку и приделывается в салоне автомобиля к месту, максимально защищённому от действий прямых солнечных лучей и обдува потоком воздуха из печки.

Правильно собранное устройство в настройке не нуждается и сразу работоспособно.

Разводка печатной платы приведена на рисунке 2.

Рисунок 2

Внешний вид готового устройства приведён на рисунке 3.

Рисунок 3

Перед впаиванием микропроцессора его необходимо прошить. Сделать это можно даже самым простым программатором.

Схема (SPLAN 7.0), разводка печатной платы (Sprint Layout 4.0), прошивка (HEX) и исходник (ASM) доступны для скачивания по ссылке .

Данное устройство успешно установлено и функционирует на автомобиле супруги, о чём можно почитать здесь .

Микроконтроллеры Процессоры, проекты, программирование

TRIcoТерморегулирование сегодня является одной из самых ярких и распространенных областей применения автоматики. Оборудование для управления тепловыми процессами можно встретить в каждом доме, автомобиле или промышленном производстве. Применение современной электроники позволяет строить простые и при этом высокофункциональные системы, благодаря использованию датчиков с цифровым выходом, микроконтроллеров и других элементов. Реализовать алгоритм терморегулирования в подобных системах также не составляет особой сложности.

Позиционный принцип терморегулирования

Для регулирования температуры какого-либо объекта можно на выбор использовать несколько алгоритмов. В промышленных системах наиболее часто встречается позиционное управление, либо управление по ПИ или ПИД закону. Наиболее просто реализуется позиционный принцип. Его можно встретить в огромном количестве устройств. Практически все современные полупроводниковые датчики температуры имеют встроенный выход термостатирования, позволяющий максимально упростить итоговую систему. Но подобный подход отличается неинформативностью и сложностью перенастройки. Решить эту проблему можно с применением микроконтроллера и какого-либо индикатора.

Структурная схема терморегулятора
Структурная схема терморегулятора

Позиционное управление по своей сути реализует релейную логику в классической системе с обратной связью. В такой системе выходной сигнал не изменяется по амплитуде, а работает по принципу Включено/Выключено.

Позиционное управление
Позиционное управление температурой

Выходное устройство в этом случае легко реализуется с помощью реле, коммутирующего сеть и нагреватель. При достижении температурой заданного значения, реле отключается и соответственно отключает нагреватель. Единственной проблемой становится частое срабатывание реле, при колебаниях температуры вблизи задания. Это может быть вызвано неточностью датчика, малой инерционностью системы и другими факторами, но в общем случае такой режим негативно скажется на работе и долговечности регулятора. Избежать подобного развития событий можно введением гистерезиса на включение и отключение выходного устройства. В общем случае выключение реле будет происходить при одной температуре, а включение при другой, несколько меньшей, чем первая. Величина гистерезиса подбирается экспериментально, исходя из инерционности всей системы.

Принципиальная схема

Основой термостата выбран популярный микроконтроллер PIC 16 F 676. Его характеристики наиболее оптимально подходят для создания простых измерительных устройств и устройств автоматики. Для тактирования использован внешний кварцевый резонатор на 20 МГц. Индикация температуры производится в динамическом режиме на 3-разрядном светодиодном индикаторе с общим катодом. С целью экономии выводов контроллера, управление сегментами реализовано через микросхему сдвигового регистра 74 HC 164.

Принципиальная схема терморегулятора
Принципиальная схема терморегулятора

Температура измеряется датчиком с цифровым выходом модели MCP9800. Его характеристики позволяют отображать результаты измерения с разрешением 0.1 градуса. Точность при этом составляет ±0,5°С. Подключение к микроконтроллеру выполнено по шине I2C, что при необходимости позволяет легко изменить модель датчика на другую.

Управление нагревательным элементом может быть выполнено двумя способами. Один из них реализуется с помощью миниатюрного электромагнитного реле серии RE 03. В приведенной схеме используется модель RE 032005, срабатывающая от напряжения 5В. Нормально-разомкнутый контакт реле способен коммутировать нагрузку переменного тока с напряжением 230В и током 6А.

Печатная плата терморегулятораРасположение элементов сверхуРасположение элементов снизу
Печатная плата терморегулятораРасположение элементов сверху Расположение элементов снизу

Альтернативным вариантом реле может стать использование полупроводникового коммутационного устройства. В этом случае на плату устанавливается опторазвязка серии MOC30хх, позволяющая управлять мощным симистором. Рекомендуется использовать модели MOC306x, так как эти элементы имеют встроенный детектор перехода через 0. Его наличие позволяет избежать сложных коммутационных процессов в электрической цепи и связанных с ними недостатков. При использовании опторазвязки не требуется установка транзистора

Работа термостата

Задание температуры срабатывания реле выполняется с помощью трех кнопок. Кнопка S 3 при длительном нажатии переводит управляющую программу в режим установки задания. В этом режиме отображаются мигающие цифры, соответствующие уставке температуры. Кнопки S 3 и S 2 предназначены для соответственно увеличения и уменьшения уставки. Шаг изменения задания равен разрешению датчика и составляет 0.5 градуса. Диапазон изменения уставки — 0..99.9 градусов. Для выхода из режима задания требуется вновь длительно нажать кнопку S 3.

Собранная плата терморегулятора
Собранная плата терморегулятора

К сожалению, малый объем памяти микроконтроллера не позволил реализовать задание гистерезиса, поэтому он задается программно.

Функционирование термостата начинается сразу же после включения, либо после выхода из режима задания. В случае, если текущая измеренная температура ниже уставки с учетом гистерезиса, микроконтроллер включает выходное устройство. При превышении уставки, выход отключается. Значение температуры задания сохраняется в энергонезависимой памяти. При подаче питания на микроконтроллер уставка считывается из памяти и используется для регулирования температуры.

Схема. Таймер-терморегулятор на микроконтроллере

При разработке устройства ставились задачи минимизации электрической схемы, упрощения процесса управления и расширения функциональных возможностей. Они были решены за счёт применения микроконтроллера и специализированного датчика температуры.

Терморегулятор работает как в режиме нагрева, так и охлаждения. Дополнительно можно установить продолжительность поддержания температуры в интервале 1—999 мин или остановку работы терморегулятора на тот же промежуток времени. В процессе работы подсчитывается суммарная продолжительность подключения нагрузки к сети. Устройство предназначено для работы совместно с датчиком температуры DS18B20 и автоматически определяет его ID-код.

Таймер обеспечивает задержку как включения, так и отключения нагрузки.
Схема таймера-терморегулятора показана на рис. 1. Все основные функции возложены на микроконтроллер DD1, управление режимами и ввод данных осуществляют с помощью кнопок SB1—SB3, а информация выводится на трёхразрядный светодиодный индикатор HG1. Питание осуществляется от сети, которую подключают к зажимам 1 и 2 колодки ХТ1. На трансформаторе Т1, диодном мосте VD1, стабилизаторе DA1 и сглаживающих конденсаторах С2 и С4 собран узел питания. Резистор R1 повышает надёжность работы устройства при повышенном сетевом напряжении. Но при желании его можно исключить, установив на плате взамен него проволочную перемычку.

Включение или отключение питания нагрузки осуществляется с помощью реле К1, контакты которого К1.1 нормально разомкнуты и подсоединены к зажимам 3 и 4 колодки ХТ1. Датчик температуры DS18B20 подключают к зажимам 5 и 6. Применена двухпроводная схема подключения датчика: к зажиму 6 присоединён вывод 2, к зажиму 5 — выводы 1 и 3. Для вывода информации на индикатор HG1 использована динамическая индикация с периодом обновления символов около 20 мс.

Управление работой и установку параметров осуществляют с помощью трёх кнопок SB1 «◄» (уменьшение), SB2 «►» (увеличение) и SB3 «∟» (ввод). В зависимости от предварительной установки устройство может выполнять функции универсального терморегулятора или быть в роли таймера. Для выбора функционального назначения необходимо нажать на кнопку SB3 и, удерживая её, подать напряжение питания. На индикаторе HG1 появится номер текущей установки (рис. 2). Кнопками SB1 и SB2 устанавливают режим работы: 1 — универсальный терморегулятор (задан по умолчанию), 2 — таймер. Для подтверждения следует нажать на кнопку SB3. Изменения вступят в силу после следующего включения.

При работе устройства в качестве терморегулятора датчик температуры располагают в месте, где необходимо поддерживать заданную температуру. После подключения прибора к сети на индикаторе «пробегает» тестовая надпись HELLO — терморегулятор готов к работе. В рабочем режиме на индикаторе HG1 постоянно отображается текущее значение температуры. О том, что нагрузка в данный момент включена, свидетельствует мигающая точка в младшем разряде.

Установку температуры производят кнопками SB1 и SB2, по умолчанию она составляет 30 °С. В момент нажатия на любую из этих кнопок на индикаторе HG1 появляется мигающее значение устанавливаемой температуры, а по истечении 5 с после последнего нажатия терморегулятор возвращается в рабочий режим. Все введённые данные сохраняются в энергонезависимой памяти микроконтроллера. При нажатии и удержании кнопок SB1 и SB2 выбранный параметр изменяется быстрее. В зависимости от продолжительности нажатия последовательно переключаются три его скорости изменения.

Для установки других настроек терморегулятора необходимо войти в меню. Для этого следует нажать на кнопку SB3. Изменение настроек производят в соответствии с рис. 3. Через 5 с после последнего нажатия любой кнопки устройство переходит в рабочий режим, а все настройки сохраняются в энергонезависимой памяти. Ниже приведено описание доступных параметров.

ГГР — гистерезис. Параметр, в котором задаётся разность температур включения и отключения нагрузки. Установленное число суммируется с заданной установкой температуры для включения и вычитается для выключения. Если, например, задана температура 30,0 °С, а ГГР — 4,5, то в режиме нагревания отключение нагрузки произойдёт при температуре 30,0 + 4,5 = 34,5 °С, а включение — при 30,0 — 4,5 = 25,5 °С. Если терморегулятор работает в режиме охлаждения, отключение произойдёт при температуре 25,5 °С, а включение — при 34,5 °С. Если установить ГГР равным 0, на индикаторе отобразится надпись ГР и прибор будет работать как обычный термометр, на индикаторе отобразится текущая температура, а нагрузка будет всё время отключена. По умолчанию установлено значение ГГР, равное 3,0.

ВПР — верхний предел температуры. Этот параметр определяет максимально возможное значение устанавливаемой температуры. В случае превышения этого предела, независимо от других установок, нагрузка будет отключена. По умолчанию в ВПР задано значение 80,0.
НПР — нижний предел температуры. Этот параметр определяет минимально возможное значение устанавливаемой температуры. В случае снижения температуры ниже НПР, независимо от других настроек, нагрузка также будет отключена. Значение НПР всегда меньше или равно ВПР. По умолчанию в НПР задано значение 10,0.
ВРВ — продолжительность времени включения (в минутах). Этот параметр задаёт временной интервал, в течение которого поддерживается заданная температура. По его окончании нагрузка будет отключена. Признак истечения установленного временного интервала — постоянно светящаяся точка в младшем разряде индикатора. Повторный запуск таймера производят нажатием на кнопку SB3. Если ВРВ установлено равным 0, на индикатор выводится изображение «—«, а таймер в работе терморегулятора не участвует. По умолчанию таймер отключён.

ВРО — продолжительность времени отключения. Параметр задаёт временной интервал (в минутах), в течение которого устройство находится в выключенном состоянии, предназначен для использования совместно с параметром ВРВ. По окончании установленного интервала времени устройство возвращается к функции поддержания температуры. Если, например, установить значение ВРВ 90, а ВРО 60, терморегулятор будет циклически поддерживать температуру в течение 90 мин, а затем отключаться на 60 мин и снова включаться на 90 мин и т. д. Если ВРО равно 0, на индикаторе выводится изображение «—«, а таймер в работе терморегулятора не участвует. По умолчанию ВРО имеет нулевое значение (таймер отключён).
ПАР — параметры работы. Значение ПАР определяет режим работы терморегулятора: нагревание или охлаждение. При работе совместно с нагревателем в ПАР необходимо установить НА, при работе совместно с охладителем — ОС. По умолчанию в ПАР задано значение НА (работа с нагревателем).

ПОП — поправка показаний. Этот параметр позволяет проводить корректировку показаний термометра и в случае необходимости добиться (по образцовому термометру) погрешности измерения менее 0,1 °С. Значение ПОП добавляется к текущим показаниям температуры. Обычно в корректировке показаний нет необходимости, поскольку датчик температуры DS18B20 имеет заводскую калибровку и очень высокую точность измерения. По умолчанию ПОП имеет значение 0,0 (корректировка отсутствует).
РАБ — время работы нагревателя (или охладителя). В этом режиме выводится время (в часах), в течение которого нагрузка была включена. Это позволяет оценить расход электроэнергии. Например, если месячные показания РАБ равны 250, а мощность нагревательного элемента — 0,5 кВт, расход электроэнергии составляет 125кВт·ч.

НОГ — идентификационный номер (ID-код) датчика температуры. Выводится 64-разрядный идентификационный номер датчика DS18B20, представленный в шестнадцатеричном формате. Например, 28А2С86801000017. (последняя цифра отмечена десятичной точкой). Просмотр номера производится нажатием на кнопки SB1, SB2 и может понадобиться для определения, какой из датчиков подключён. Если связь с датчиком нарушена или по каким-либо причинам код считать не удалось, на индикатор будет выведено сообщение Err (ошибка).

Устройство автоматически определяет наличие и исправность датчика температуры. При обрыве цепи или отсутствии датчика на индикаторе появится надпись HI, а при коротком замыкании или неправильном подключении — Lo. При любой неисправности нагрузка автоматически отключается. Провод, соединяющий датчик с устройством, должен иметь сечение не менее 0,5 мм 2 , а длину — не более 10 м. Информация считывается с датчика температуры с периодом 1 с и сравнивается с предыдущим значением. Если скорость роста температуры превышает 30 °С/с или скорость падения температуры превышает 20 °С/с, ситуация интерпретируется как аварийная и нагрузка отключается.

Для просмотра и изменения установок при работе в режиме таймера необходимо войти в меню. Для этого следует нажать на кнопку SB3. Установку проводят в соответствии с рис. 4 Через 5 с после последнего нажатия на любую кнопку устройство переходит в рабочий режим, а все настройки сохраняются в энергонезависимой памяти. После входа в меню появляется текущая установка таймера (индикатор мигает). Кнопками SB1 и SB2 устанавливают временной интервал в пределах 000…999 (по умолчанию задано 100). Если установить 000, таймер блокируется, а в рабочем режиме на индикаторе будет сообщение «—«.
Схема Таймер-терморегулятор на микроконтроллере 6
После установки цифрового значения нажимают на кнопку SB3, и затем можно задать единицы измерения времени. Это могут быть секунды SEC (по умолчанию), минуты Ml или часы HOU.
Далее устанавливают режим работы таймера. При выборе ОН, по истечении установленного временного интервала, нагрузка будет подключена, выбор OFF означает, что нагрузка будет отключена. Выбор направления счёта таймера — обратный при выборе ОБС (задан по умолчанию) и прямой при выборе — ПРС. Во время работы таймера на индикаторе отображается время. Запуск таймера осуществляют нажатием на кнопку SB2. Если задан прямой счёт, показания изменяются от нуля до максимального значения, например, 0, 1, 2… и т. д., а если обратный — от максимального значения до нуля, например, 100, 99, 98… и т. д.

Остановку таймера производят кнопкой SB1. При повторном нажатии на неё он перейдёт в исходное состояние. Если выбрана установка на включение, по окончании установленного интервала нагрузка будет подключена и на индикаторе появится сообщение ОН, а если установка на выключение — OFF и нагрузка отключена. О текущем состоянии нагрузки можно судить по десятичной точке в младшем разряде индикатора. Она светит — нагрузка включена, погашена — отключена. В случае установки минут или часов точка каждую секунду кратковременно вспыхивает, если нагрузка отключена, и кратковременно гаснет, если включена.
Схема Таймер-терморегулятор на микроконтроллере 7
Для повышения надёжности работы в устройстве применён ряд программных приёмов. В первую очередь, это касается работы с EEPROM микроконтроллера. Каждый параметр в энергонезависимой памяти продублирован в четырёх ячейках. Чтение и запись проводятся поблочно. После каждого чтения содержимое четырёх ячеек сравнивается между собой. Если в одной или двух из них оно отличается от остальных, единое значение всех ячеек блока восстанавливается по тем, в которых оно идентично.

Большинство деталей монтируют на двух печатных платах из фольгированного стеклотекстолита, чертежи которых показаны на рис. 5 и рис. 6. Применены постоянные резисторы для поверхностного монтажа РН1-12, остальные — МЛТ, С2-23. Оксидные конденсаторы — К50-35 или импортные, остальные — К10-17. Реле — JZC-22F3SC20DDC12V, кнопки — DTST-6. Трансформатор должен обеспечивать на выходе выпрямителя напряжение 12 В при токе до 150 мА ХТ1 — однорядный клеммник серии 305. Для программирования микроконтроллера предназначен файл modul_v2.hex.

Платы устанавливают в пластмассовый корпус рис. 7). Внешний вид собранного устройства показан на рис. 8. Резистор R2 был предназначен для защиты микроконтроллера в процессе отработки конструкции, но после изготовления нескольких экземпляров устройств он был исключён и взамен него на плате установлена проволочная перемычка.

В целях упрощения предусмотрена возможность исключения токоограничивающих резисторов R4—R11 в цепях управления сегментами индикатора HG1. В этом случае их заменяют отрезками провода, в микроконтроллер следует загрузить файл modul_v1.hex Чтобы исключить перегрузку по току индикатора и микроконтроллера, подача напряжения на каждый разряд индикатора осуществляется на 0,3 мс, поэтому работают они при номинальном среднем токе. Яркость свечения индикаторов с различным числом включённых элементов немного различается из-за неравномерного распределения тока и различного падения напряжения на выходных транзисторах портов микроконтроллера. Индикатор с общим катодом можно заменить на аналогичный, но с общим анодом. Для этого в начале программы modul_v1 .asm (modul_v2.asm) следует удалить строку tfdefine _COMMON_CATODE_ и заново откомпилировать программу.

При программировании устанавливают следующую конфигурацию микроконтроллера: BODLEVEL=1; BODEN = 0; SUT1 = 1; SUT0 = 1; CKSEL3 = 1; CKSEL2 = 1; CKSEL1 = 1; CKSEL0 = 1; RSTDISBL = 1; WDTON = 1; SPIEN = 0; СКОРТ = 0; EESAVE = 0; BOOTSZ1 = 1; BOOTSZ0 = 1; BOOTRST = 1.

И. КОТОВ, г. Красноармейск Донецкой обл., Украина
«Радио» №3 2012г.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector