Цифров верига на температурен контролер е прецизен регулатор на температурата в медицински, промишлени и битови приложения. Тази система е по-добра от аналоговата / термостатната система, която има лоша точност. Например, той може да се използва за контрол на температурата на инкубатор, където поддържането на точна температура е много важно.
Цифрова система за контрол на температурата
Цифрова диаграма на температурния контролер Описание
Тази предложена система за цифров терморегулатор предоставя информация за температурата на дисплея и когато температурата надвиши зададената точка, натоварването (т.е. нагревателят) се изключва. В този проект е предвидена лампа като товар за демонстрационни цели. Блоковата схема на цифровата система за контрол на температурата е дадена по-долу.
Блок-схема на цифровия контролер на температурата
Предложената система за дигитален температурен контролер използва микроконтролер от семейство 8051, който е сърцевината на приложението. Дисплеят се състои от четири- седем сегментен дисплей , Температурен сензор и са свързани с микроконтролера.
Цифровият температурен сензор, свързан към микроконтролера за засичане на температурните условия. Тази система осигурява и четири превключвателя с бутон за регулиране на температурните настройки.
След това микроконтролерът непрекъснато анкетира информацията за температурата чрез цифров температурен сензор и показва над 7-сегментния дисплей и автоматично изключва лампата, когато съответната температура надвиши зададената точка.
Хардуерни изисквания
- Трансформатор (230 - 12 v ac)
- Волтажен регулатор (LM 7805)
- Изправител
- Филтър
- Микроконтролер (at89s52 / at89c51)
- DS1621 Температурен сензор
- Бутони
- 7 сегментен дисплей
- BC547
- Резистори
- Кондензатори
- 1N4007
- Реле
Микроконтролер (AT89S52)
Atmel AT89S52 е мощен микроконтролер, базиран на 8051, който предоставя изключително гъвкаво и рентабилно решение за много вградени контролни приложения.
AT89S52 предлага следните стандартни функции:
- 8K байта на Flash
- 256 байта RAM
- 32 I / O линии
- Таймер за пазач
- Два указателя за данни
- Три 16-битови таймер / броячи
- Шествекторна архитектура за прекъсване на две нива
- Пълен дуплекс сериен порт
- Вграден осцилатор и тактова схема
Диаграмата на щифтовете е дадена по-долу.
8051 Микроконтролер
Температурен сензор - DS1621
Сензорът е устройство, което приема и реагира на сигнал или стимул. Сензорът може да преобразува получения сигнал само в електрическа форма.
The Температурен сензор - DS 1621 предоставя следните стандартни функции:
- Измерванията не изискват външни компоненти
- Измерва температури от -55 ° C до + 125 ° C на стъпки от 0,5 ° C (67 ° F до 257 ° F на стъпки от 0,9 ° F)
- Температурата се отчита като 9-битова стойност (2-байтов трансфер)
- Широк обхват на захранването (2.7V до 5.5V)
- Преобразува температурата в цифрова дума за по-малко от 1 секунда
- Термостатичните настройки са определяеми от потребителя и нелетливи
- Данните се четат от / записват чрез двужилен сериен интерфейс (отворени I / O линии за източване)
- Приложенията включват термостатичен контрол, индустриални системи, потребителски продукти, термометри или всяка термочувствителна система
- Това е 8-пинов DIP или SO пакет
Описание на щифта
DS1621 Описание на щифта
- SDA - 2-жичен сериен вход / изход
- SCL - 2-жичен сериен часовник
- GND - Земя
- TOUT - Изходен сигнал на термостата
- A0 - Въвеждане на адрес на чип
- A1 - Въвеждане на адрес на чип
- A2 - Въвеждане на адрес на чип
- VDD - Захранващо напрежение
Функционална схема на DS1621 е показана на фигурата по-долу.
Функционална блок-схема DS1621
DS1621 осигурява 9-битови температурни показания, които показват температурата на устройството. Изходният сигнал на термостата (TOUT) е активен, когато температурата на устройството надвиши определена от потребителя температура (TH).
Изходът остава активен, докато температурата не падне под дефинираната от потребителя температура TL, което позволява необходимата хистерезис. Потребителските настройки на температурата се съхраняват в енергонезависима памет, така че частите могат да бъдат програмирани преди вмъкване в система.
Настройките на температурата и показанията на температурата се съобщават на / от DS1621 от Микроконтролер през обикновен 2-жичен (I2C) сериен интерфейс .
Измерване на температурата
DS1621 измерва температурата с помощта на датчик за температура, базиран на лента. Делта-сигма аналогово-цифров преобразувател (ADC) преобразува измерената температура в цифрова стойност, която е калибрирана в ° C или ° F.
Отчитането на температурата се осигурява в 9-битово отчитане на две допълнения чрез издаване на командата READ TEMPERATURE. Данните се предават чрез двужилен сериен интерфейс - първо MSB ( Интерфейс за серийна комуникация I2C ).
Основен седемсегментен дисплей
Тази версия е често срещана анодна версия. Това означава, че положителният крак на всеки светодиод е свързан към обща точка, която в този случай е щифт 3, Vcc. Всеки Светодиод има отрицателен крак, който е свързан с един от щифтовете на устройството.
7-сегментен LED дисплей
За да работи, трябва да свържете щифт 3 до 5 волта. След това, за да накарате всеки сегмент да светне, свържете заземяващия щифт за това, което е водило към земята през резистор. Може да се използва и чрез всеки щифт на порта на микроконтролера в потъващ режим за напр. PORT 0 в микроконтролер от серия 8051.
Софтуер
Използвахме езика „C“, за да напишем кода на приложението и компилирахме с помощта на компилатора KEIL micro vision (IDE). След приключване на писането на софтуера, този код ще бъде преобразуван в шестнадесетичен код, за да управлява микроконтролера. Генерираният шестнадесетичен код се изгаря в микроконтролера с помощта на подходящ програмист.
Схематична диаграма на връзките на цифровия температурен контролер
За работа на системата е необходимо захранване от 5v, свързано към 40-пинов микроконтролер & GND е свързано към неговия 20-пинов. Пин 1.0 до 1.3 на порт 1 е свързан към бутоните. Пинове 3,5 до 3,7 на микроконтролера са свързани съответно към 1, 2, 3 щифта на температурен сензор DS1621.
Схема на цифровия температурен контролер
Пин 0.0 до 0.6 от порт 0 на микроконтролера е свързан към 7 сегментен дисплей. Пин 2.0 до 2.3 на порт 2 на микроконтролера са свързани към транзистори BC547 на порт 2 на микроконтролера е свързан към транзистора BC547. Пин 2.4 е свързан с друг транзистор BC547, който задвижва релето.
Работещи
Проектът използва цифров температурен сензор DS1621, който е свързан към микроконтролера. Повърхността на този 8-пинов IC усеща температурата на околната среда, за да доставя цифрови данни последователно на пин № 1, който се показва от микроконтролера от 4 единици 7-сегментен общ аноден дисплей всички паралелно свързани към порт „0“.
Четири превключвателя с бутон са свързани към микроконтролера с изтеглящи резистори, за да помогнат за програмиране на зададената температура по желание. Изходът от микроконтролера на щифт 25 задвижва транзистор, който от своя страна задвижва реле, което включва или изключва нагревателя за поддържане на температурата.
Проектът обаче използва лампа на мястото на нагревателя за демонстрационни цели. Лампата обикновено ще свети, за да се изключи, след като бъде достигната зададената температура.
Приложения на цифров контролер за температура
Следват някои примери за приложения, на които трябва да се обърне специално внимание.
- Използване на открито, включващо потенциално химическо замърсяване или електрически смущения
- Системи за контрол на ядрената енергия, горивни системи, железопътни системи, авиационни системи
- Медицинско оборудване, увеселителни машини, превозни средства, оборудване за безопасност и инсталации, предмет на отделни индустриални или държавни разпоредби
- Системи, машини и оборудване, които могат да представляват риск за живота или имуществото
По този начин всичко е свързано с цифровия контролер на температурата, използващ микроконтролер. Надяваме се, че сте разбрали по-добре тази концепция.
Освен това за всякакви въпроси относно тази концепция или проекти, базирани на микроконтролер, моля, дайте вашите отзиви, като коментирате в раздела за коментари по-долу. Ето един въпрос към вас, каква е функцията на 7-сегментния дисплей?
