Egy digitális hőmérséklet-szabályozó áramkör precíz hőmérséklet-szabályozó orvosi, ipari és otthoni alkalmazásokban. Ez a rendszer jobb, mint az analóg / termosztátos rendszer, amelynek gyenge pontossága van. Például inkubátor hőmérséklet-szabályozására használható, ahol nagyon fontos a pontos hőmérséklet fenntartása.
Digitális hőmérséklet-szabályozó rendszer
Digitális hőmérséklet-szabályozó blokkdiagram leírása
Ez a javasolt digitális hőmérséklet-szabályozó rendszer biztosítja a hőmérsékleti információkat a kijelzőn, és ha a hőmérséklet meghaladja a beállított pontot, akkor a terhelés (azaz a fűtés) kikapcsol. Ebben a projektben egy lámpát biztosítanak terhelésként demonstrációs célokra. A digitális hőmérséklet-szabályozó rendszer blokkvázlata az alábbiakban látható.
A digitális hőmérséklet-szabályozó blokkvázlata
A javasolt digitális hőmérséklet-szabályozó rendszer egy 8051-es család mikrovezérlőjét használja, amely az alkalmazás szíve. A kijelző egység négy hét szegmenses kijelző , Hőmérséklet szenzor és kapcsolódnak a mikrovezérlőhöz.
A digitális hőmérséklet-érzékelő a mikrovezérlőhöz csatlakozik a hőmérsékleti viszonyok érzékeléséhez. Ez a rendszer négy nyomógombos kapcsolóval is rendelkezik a hőmérséklet-beállítások beállításához.
Ezután a mikrokontroller folyamatosan lekérdezi a hőmérsékleti információkat egy digitális hőmérséklet-érzékelőn keresztül, és megjeleníti a 7 szegmenses kijelzőegységet, és automatikusan kikapcsolja a lámpát, ha a megfelelő hőmérséklet meghaladja a beállított pontot.
Hardverkövetelmények
- Transzformátor (230 - 12 V AC)
- Feszültségszabályozó (LM 7805)
- Egyenirányító
- Szűrő
- Mikrovezérlő (at89s52 / at89c51)
- DS1621 Hőmérséklet-érzékelő
- Nyomógombok
- 7 szegmenses kijelző
- BC547
- Ellenállások
- Kondenzátorok
- 1N4007
- Relé
Mikrokontroller (AT89S52)
Az Atmel AT89S52 egy 8051 alapú, nagy teljesítményű mikrovezérlő, amely rendkívül rugalmas és költséghatékony megoldást kínál számos beágyazott vezérlő alkalmazáshoz.
Az AT89S52 a következő alapjellemzőket biztosítja:
- 8K bájt Flash
- 256 bájt RAM
- 32 I / O vonal
- Watchdog időzítő
- Két adatmutató
- Három 16 bites időzítő / számláló
- Hatvektoros, kétszintű megszakítási architektúra
- Teljes duplex soros port
- On-chip oszcillátor és óra áramkör
A tűs diagram az alábbiakban látható.
8051 mikrokontroller
Hőmérséklet-érzékelő - DS1621
Az érzékelő olyan eszköz, amely fogad vagy reagál egy jelre vagy ingerre. Egy érzékelő képes a vett jelet csak elektromos formára alakítani.
A Hőmérséklet-érzékelő - DS 1621 a következő alapjellemzőket biztosítja:
- A mérésekhez nincs szükség külső alkatrészekre
- -55 ° C és + 125 ° C közötti hőmérsékletet mér, 0,5 ° C-os lépésekben (67 ° F és 257 ° F között, 0,9 ° F-os lépésekben)
- A hőmérsékletet 9 bites értékként olvassák (2 bájtos átvitel)
- Széles tápellátási tartomány (2,7 V – 5,5 V)
- A hőmérsékletet digitális szóvá konvertálja kevesebb, mint 1 másodperc alatt
- A termosztatikus beállítások felhasználó által definiálhatók és nem illékonyak
- Az adatokat 2 vezetékes soros interfészről olvassák / írják (nyitott lefolyású I / O vonalak)
- Az alkalmazások közé tartoznak a termosztatikus vezérlők, az ipari rendszerek, a fogyasztási cikkek, a hőmérők vagy bármely hőérzékeny rendszer
- Ez egy 8 tűs DIP vagy SO csomag
PIN leírás
DS1621 Tű leírása
- SDA - 2-vezetékes soros adatbemenet / kimenet
- SCL - 2-vezetékes soros óra
- GND - föld
- TOUT - Termosztát kimeneti jele
- A0 - Chip cím bevitele
- A1 - Chip cím bevitele
- A2 - Chip cím bevitele
- VDD - Tápfeszültség
A DS1621 funkcionális diagramját az alábbi ábra mutatja.
DS1621 Funkcionális blokkdiagram
A DS1621 9 bites hőmérsékleti leolvasást biztosít, amelyek jelzik a készülék hőmérsékletét. A termosztát kimeneti jele (TOUT) akkor aktív, ha a készülék hőmérséklete meghaladja a felhasználó által meghatározott hőmérsékletet (TH).
A kimenet addig marad aktív, amíg a hőmérséklet a felhasználó által meghatározott TL hőmérséklet alá nem csökken, ami lehetővé teszi a szükséges hiszterézist. A felhasználó által megadott hőmérsékleti beállításokat a nem felejtő memória tárolja, így az alkatrészeket be lehet programozni a rendszerbe történő behelyezés előtt.
A hőmérsékleti beállításokat és a hőmérsékleti értékeket mind a DS1621, mind a DS1621 jelzi Mikrovezérlő egy egyszerű 2-vezetékes (I2C) soros interfészen keresztül .
Hőmérséklet mérése
A DS1621 sávrés alapú hőmérséklet-érzékelővel méri a hőmérsékletet. Delta-szigma analóg-digitális átalakító (ADC) a mért hőmérsékletet digitális értékgé alakítja, amelyet ° C-ban vagy ° F-ban kalibrálnak.
A hőmérséklet leolvasása 9 bites, két kiegészítéses olvasat a READ TEMPERATURE parancs kiadásával. Az adatokat a 2 vezetékes soros interfészen keresztül továbbítják - először az MSB ( I2C soros kommunikációs interfész ).
Alapvető hét szegmenses kijelző
Ez a verzió egy általános anód verzió. Ez azt jelenti, hogy az egyes LED-ek pozitív lába egy közös ponthoz van csatlakoztatva, amely ebben az esetben a 3. tű, Vcc. Minden egyes Fénykibocsátó dióda negatív lába van, amely a készülék egyik csapjára van csatlakoztatva.
7 szegmenses LED kijelző
Ahhoz, hogy működjön, csatlakoztatnia kell a 3-as tűt 5 voltra. Ezután minden szegmens kigyulladásához csatlakoztassa az ellenálláson keresztül a földhöz vezető földelő csapot. Bármely mikrokontroller port-tűn keresztül süllyesztett módban is használható. PORT 0 a 8051 sorozat mikrovezérlőjében.
Szoftver
Az alkalmazás kódjának megírásához a „C” nyelvet használtuk, és a KEIL micro vision (IDE) fordító segítségével fordítottuk össze. A szoftver írásának befejezése után a kód átalakul hexadecimális kódgá a mikrovezérlő meghajtása érdekében. A generált hex kódot egy megfelelő programozó segítségével beégetjük a mikrovezérlőbe.
A digitális hőmérséklet-szabályozó kapcsolási rajzai
Az 5v tápegységre van szükség a rendszer működtetéséhez, a mikrokontroller 40 érintkezőjéhez csatlakoztatva, a GND pedig a 20 tűs csatlakozójához. Az 1. port 1.0–1.3 érintkezője a nyomógombokhoz van csatlakoztatva. A mikrovezérlő 3,5–3,7 érintkezői a DS1621 hőmérséklet-érzékelő 1, 2, 3 érintkezőjéhez vannak csatlakoztatva.
Digitális hőmérséklet-szabályozó vázlatos diagram
A mikrokontroller 0. portjának 0,0–0,6 tűje 7 szegmenses kijelzőhöz csatlakozik. A mikrovezérlő 2. portjának 2.0–2.3 tűje a mikrovezérlő 2. portjának BC547 tranzisztorához van csatlakoztatva, és a tranzisztor BC547-hez csatlakozik. A 2.4-es érintkező egy másik BC547 tranzisztorhoz csatlakozik, amely a relét hajtja.
Dolgozó
A projekt egy DS1621 digitális hőmérséklet-érzékelőt használ, amely a mikrovezérlőhöz kapcsolódik. Ennek a 8 tűs IC-nek a felülete érzékeli a környezeti hőmérsékletet, hogy digitális adatokat adjon sorba az 1. tűnél, amelyet a mikrokontroller 4 egységnyi 7 szegmenses közös anód kijelző mind párhuzamosan csatlakozik a „0” porthoz.
Négy nyomógombos kapcsoló kapcsolódik a mikrokontrollerhez, felhúzható ellenállásokkal, hogy elősegítsék a kívánt hőmérséklet kívánt programozását. A 25-es érintkező mikrovezérlőjének kimenete egy tranzisztort hajt, amely viszont egy relét hajt, amely be- vagy kikapcsolja a fűtést a hőmérséklet fenntartása érdekében.
A projekt azonban lámpát használ a fűtés helyett demonstrációs célokra. A lámpa normálisan bekapcsol, hogy kikapcsoljon, ha a beállított hőmérsékletet eléri.
A digitális hőmérséklet-szabályozó alkalmazásai
Az alábbiakban bemutatunk néhány olyan alkalmazási példát, amelyekre különös figyelmet kell fordítani.
- Kültéri használat lehetséges kémiai szennyeződéssel vagy elektromos interferenciával jár
- Atomenergia-ellenőrzési rendszerek, égési rendszerek, vasúti rendszerek, repülési rendszerek
- Orvosi berendezések, szórakoztató gépek, járművek, biztonsági felszerelések és berendezések, amelyekre külön ipari vagy kormányzati előírások vonatkoznak
- Rendszerek, gépek és berendezések, amelyek kockázatot jelenthetnek az életre vagy az ingatlanra
Így itt minden a mikrokontrollert használó digitális hőmérséklet-szabályozóról szól. Reméljük, hogy jobban megértette ezt a koncepciót.
Ezenkívül a koncepcióval vagy a mikrokontroller alapú projektekkel kapcsolatos bármilyen kérdése van, kérjük, adja meg visszajelzését az alábbi megjegyzés szakaszban kommentálva. Itt egy kérdés, mi a 7 szegmenses kijelző funkciója?
