Digitāls temperatūras regulatora ķēde ir precīzs temperatūras regulators medicīnas, rūpniecības un mājas lietojumiem. Šī sistēma ir labāka nekā analogā / termostata sistēma, kurai ir vāja precizitāte. Piemēram, to var izmantot inkubatora temperatūras kontrolei, kur precīzas temperatūras uzturēšana ir ļoti svarīga.
Digitālā temperatūras kontroles sistēma
Digitālās temperatūras regulatora bloka diagrammas apraksts
Šī piedāvātā digitālā temperatūras regulēšanas sistēma displejā sniedz informāciju par temperatūru un, kad temperatūra pārsniedz iestatīto punktu, slodze (t.i., sildītājs) izslēdzas. Šajā projektā lampa ir paredzēta kā slodze demonstrācijas vajadzībām. Digitālās temperatūras kontroles sistēmas blokshēma ir dota zemāk.
Digitālā temperatūras kontroliera blokshēma
Piedāvātajā digitālajā temperatūras regulēšanas sistēmā tiek izmantots 8051 ģimenes mikrokontrolleris, kas ir lietojumprogrammas sirds. Displeja bloks sastāv no četriem septiņu segmentu displejs , Temperatūras sensors un ir saskarnes ar mikrokontrolleru.
Digitālais temperatūras sensors, kas savienots ar mikrokontrolleru, lai noteiktu temperatūras apstākļus. Šī sistēma nodrošina arī četrus spiedpogu slēdžus temperatūras iestatījumu pielāgošanai.
Pēc tam mikrokontrolleris ar digitālā temperatūras sensora palīdzību nepārtraukti aptaujā informāciju par temperatūru un parāda 7 segmentu displeja bloku un automātiski izslēdz lampu, kad attiecīgā temperatūra pārsniedz iestatīto punktu.
Aparatūras prasības
- Transformators (230 - 12 V maiņstrāva)
- Sprieguma regulators (LM 7805)
- Taisngriezis
- Filtrēt
- Mikrokontrolleris (at89s52 / at89c51)
- DS1621 Temperatūras sensors
- Spiediet pogas
- 7 segmentu displejs
- BC547
- Rezistori
- Kondensatori
- 1N4007
- Relejs
Mikrokontrolleris (AT89S52)
Atmel AT89S52 ir 8051 balstīts jaudīgs mikrokontrolleris, kas nodrošina ļoti elastīgu un rentablu risinājumu daudzām iegultās vadības lietojumprogrammām.
AT89S52 nodrošina šādas standarta funkcijas:
- 8K Flash baiti
- 256 baiti operatīvās atmiņas
- 32 I / O līnijas
- Sargsuņa taimeris
- Divi datu rādītāji
- Trīs 16 bitu taimeris / skaitītāji
- Sešu vektoru divu līmeņu pārtraukuma arhitektūra
- Pilna dupleksa sērijas ports
- Mikroshēmas oscilators un pulksteņa shēma
Adatu diagramma ir dota zemāk.
8051 mikrokontrolleris
Temperatūras sensors- DS1621
Sensors ir ierīce, kas uztver signālu vai stimulu un reaģē uz to. Sensors var pārveidot saņemto signālu tikai elektriskā formā.
The Temperatūras sensors - DS 1621 nodrošina šādas standarta funkcijas:
- Mērījumiem nav nepieciešami ārēji komponenti
- Mēra temperatūru no -55 ° C līdz + 125 ° C ar 0,5 ° C soli (no 67 ° F līdz 257 ° F ar 0,9 ° F soli)
- Temperatūra tiek nolasīta kā 9 bitu vērtība (2 baitu pārsūtīšana)
- Plašs barošanas avota diapazons (no 2,7 V līdz 5,5 V)
- Pārvērš temperatūru par digitālo vārdu mazāk nekā 1 sekundē
- Termostatiskie iestatījumi ir lietotāja definējami un nemainīgi
- Dati tiek nolasīti / ierakstīti caur 2 vadu seriālo saskarni (atvērtas drenāžas I / O līnijas)
- Pielietojums ietver termostata vadības ierīces, rūpniecības sistēmas, patēriņa preces, termometrus vai jebkuru termiski jutīgu sistēmu
- Tā ir 8 kontaktu DIP vai SO pakete
Piespraudes apraksts
DS1621 tapas apraksts
- SDA - 2 vadu sērijveida datu ievade / izvade
- SCL - 2 vadu sērijveida pulkstenis
- GND - zeme
- TOUT - termostata izejas signāls
- A0 - mikroshēmas adreses ievade
- A1 - mikroshēmas adreses ievade
- A2 - mikroshēmas adreses ievade
- VDD - barošanas avota spriegums
DS1621 funkcionālā shēma ir parādīta zemāk redzamajā attēlā.
DS1621 funkcionālā bloka diagramma
DS1621 nodrošina 9 bitu temperatūras rādījumus, kas norāda ierīces temperatūru. Termostata izejas signāls (TOUT) ir aktīvs, ja ierīces temperatūra pārsniedz lietotāja noteikto temperatūru (TH).
Izeja paliek aktīva, līdz temperatūra nokrītas zem lietotāja noteiktās temperatūras TL, ļaujot veikt jebkādu nepieciešamo histerēzi. Lietotāja noteiktie temperatūras iestatījumi tiek saglabāti gaistošajā atmiņā, tāpēc daļas var ieprogrammēt pirms ievietošanas sistēmā.
Temperatūras iestatījumi un temperatūras rādījumi tiek paziņoti DS1621 / no DS1621 Mikrokontrolleris, izmantojot vienkāršu 2 vadu (I2C) seriālo saskarni .
Temperatūras mērīšana
DS1621 mēra temperatūru, izmantojot temperatūras sensoru, kas balstīts uz joslu atstarpi. Delta-sigma analogais ciparu pārveidotājs (ADC) pārveido izmērīto temperatūru ciparu vērtībā, kas kalibrēta ° C vai ° F.
Temperatūras rādījums tiek nodrošināts 9 bitu, divu papildinājumu nolasījumā, izsniedzot komandu READ TEMPERATURE. Dati tiek pārsūtīti caur 2 vadu seriālo saskarni - vispirms MSB ( I2C sērijas sakaru interfeiss ).
Septiņu segmentu pamata displejs
Šī versija ir izplatīta anoda versija. Tas nozīmē, ka katra LED pozitīvā kāja ir savienota ar kopēju punktu, kas šajā gadījumā ir 3. tapa, Vcc. Katrs Gaismas diode ir negatīva kāja, kas ir savienota ar vienu no ierīces tapām.
7 segmentu LED displejs
Lai tas darbotos, jums jāpievieno 3. kontakts ar 5 voltiem. Tad, lai katrs segments iedegtos, caur rezistoru pievienojiet zemējuma tapu, kas noveda pie zemes. To var izmantot arī caur jebkuru mikrokontrollera porta tapu grimšanas režīmā. PORT 0 8051. sērijas mikrokontrollerī.
Programmatūra
Mēs izmantojām ‘C’ valodu, lai rakstītu lietojumprogrammas kodu, un apkopojām, izmantojot kompilatoru KEIL micro vision (IDE). Pēc programmatūras rakstīšanas pabeigšanas šis kods tiks pārveidots par heksadecimālo kodu, lai darbinātu mikrokontrolleru. Izveidotais sešstūra kods tiek sadedzināts mikrokontrollerī, izmantojot piemērotu programmētāju.
Digitālā temperatūras kontroliera savienojumu shēmas shēmas
Sistēmas darbībai ir nepieciešams 5v barošanas avots, kas savienots ar mikrokontrollera 40 kontaktu, un GND ir savienots ar tā 20 kontaktu. 1. porta tapas no 1.0 līdz 1.3 ir savienotas ar spiedpogām. Mikrokontrollera 3,5 līdz 3,7 tapas ir savienotas ar attiecīgi 1, 2, 3 temperatūras sensora DS1621 tapām.
Digitālās temperatūras kontroliera shematiskā shēma
Mikrokontrollera 0 porta spraudnis no 0,0 līdz 0,6 ir savienots ar 7 segmentu displeju. Mikrokontrollera 2. porta tapa 2.0 līdz 2.3 ir savienota ar mikrokontrollera 2. porta tranzistoriem BC547 un savienota ar tranzistora BC547. 2. kontakts 2.4 ir savienots ar citu tranzistoru BC547, kas vada releju.
Strādā
Projektā tiek izmantots digitālais temperatūras sensors DS1621, kas ir savienots ar mikrokontrolleru. Šī 8 kontaktu IC virsma uztver apkārtējās vides temperatūru, lai sērijā piegādātu ciparu datus tapā Nr. 1, kuru no mikrokontrollera parāda 4 vienības 7 segmentu kopējais anoda displejs visi paralēli savienoti ar “0” portu.
Četri spiedpogu slēdži tiek savienoti ar mikrokontrolleru ar pievilkšanas rezistoriem, kas palīdz ieprogrammēt iestatīto temperatūru pēc vēlēšanās. Mikrokontrollera izvads pie tapas 25 vada tranzistoru, kas savukārt virza releju, kas ieslēdz vai izslēdz sildītāju temperatūras uzturēšanai.
Tomēr demonstrācijas vajadzībām projektā sildītāja vietā tiek izmantota lampa. Lampa parasti ieslēdzas, lai izslēgtu, kad sasniegta iestatītā temperatūra.
Digitālā temperatūras regulatora lietojumprogrammas
Tālāk ir sniegti daži piemēru piemēri, kuriem jāpievērš īpaša uzmanība.
- Izmantošana ārpus telpām, kas saistīta ar iespējamu ķīmisku piesārņojumu vai elektriskiem traucējumiem
- Kodolenerģijas kontroles sistēmas, sadedzināšanas sistēmas, dzelzceļa sistēmas, aviācijas sistēmas
- Medicīniskajam aprīkojumam, izklaides mašīnām, transportlīdzekļiem, drošības aprīkojumam un iekārtām, uz kurām attiecas atsevišķi nozares vai valdības noteikumi
- Sistēmas, mašīnas un aprīkojums, kas var apdraudēt dzīvību vai īpašumu
Tādējādi tas viss ir par digitālo temperatūras regulatoru, izmantojot mikrokontrolleru. Mēs ceram, ka esat labāk izpratis šo koncepciju.
Turklāt, ja rodas jautājumi par šo koncepciju vai uz mikrokontrolleru balstītiem projektiem, lūdzu, sniedziet atsauksmes, komentējot tālāk komentāru sadaļā. Šeit ir jautājums jums, kāda ir 7 segmentu displeja funkcija?
