|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Termometro con funzione di controllo timer o termostato. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Regolatori di potenza, termometri, stabilizzatori di calore Le descrizioni di vari termometri digitali elettronici sono state più volte pubblicate sulle pagine della rivista Radio. Di norma, contenevano un convertitore da temperatura a frequenza ed elementi di misurazione digitali non discreti che convertono la frequenza misurata in letture di temperatura. Un convertitore temperatura-frequenza costruito su elementi non discreti richiede la calibrazione e consente di ottenere una precisione accettabile in un intervallo piuttosto limitato (a causa della non linearità delle caratteristiche di temperatura degli elementi). L'uso di moderni elementi di base - microcontrollori e sensori speciali - semplifica notevolmente la circuiteria del dispositivo aumentando al contempo la funzionalità e la precisione delle misurazioni. Il diagramma schematico del termometro proposto è mostrato in fig. uno.
La sua base è il popolare microcontrollore (MK) PIC16F84A (DD1). Per misurare la temperatura è stato utilizzato un sensore digitale integrato (VK1) DS18B20 di MAXIM. Questo chip non richiede calibrazione e consente di misurare la temperatura ambiente da -55 a +125 °C, e nell'intervallo -10 ... +85 °C, il produttore garantisce un errore di misura assoluto non peggiore di ±0,5 ° C. Il sensore DS18B20 è il più avanzato della nota famiglia DS18X2X, precedentemente prodotta con il marchio Dallas Semiconductor. A differenza degli analoghi funzionali DS1820 e DS18S20, prima di iniziare la misurazione, consente di impostare l'accuratezza relativa richiesta della conversione della temperatura dal seguente intervallo di valori: 0,5; 0,25; 0,125 e 0,0625 °C, mentre il tempo di misurazione è rispettivamente di 93.75; 187,5; 375 e 750 ms. Il principio di funzionamento del sensore DS18X2X si basa sul conteggio del numero di impulsi generati da un generatore a basso coefficiente di temperatura nell'intervallo di tempo, che è formato da un generatore a diverso coefficiente di temperatura, mentre la logica interna del sensore prende conto e compensa la dipendenza parabolica delle frequenze di entrambi i generatori dalla temperatura. Lo scambio di comandi di controllo e dati tra il sensore VK1 e MK DD1, operante a una frequenza di 4 MHz, viene effettuato tramite un bus dati bidirezionale unifilare 1 - Wire. Ogni DS18B20 ha un numero di serie univoco a 48 bit, inciso al laser nella ROM durante la produzione, consentendo di collegare virtualmente qualsiasi numero di questi dispositivi allo stesso bus. Il fattore limitante è principalmente solo il tempo totale impiegato per interrogare in sequenza tutti i sensori collegati alla rete. Con un periodo pari a 1 s, MK DD1 invia un comando al sensore VK1 per avviare il processo di misurazione della temperatura con una precisione di 0,0625 ° C e riceve da esso il risultato della misurazione precedente. Il codice a 12 bit ricevuto dal trasmettitore, corrispondente alla temperatura misurata, viene convertito in forma decimale, arrotondato ai decimi di grado e visualizzato sull'indicatore LED HG1 in modalità dinamica. Applicazione del log di tensione. 0 a una delle uscite RAO, RA1 o RA2, l'MK attiva il bit corrispondente dell'indicatore, emettendo il codice a sette elementi della cifra visualizzata in questo bit alle uscite RBO-RB6. Il controllo del punto sull'indicatore, che separa la parte intera della temperatura visualizzata da quella decimale, viene effettuato dal MK attraverso l'uscita open-drain RA4. Il periodo di visualizzazione di tutte e tre le cifre dell'indicatore è di circa 12,3 ms (frequenza - 81 Hz). Poiché il dispositivo utilizza un indicatore a tre cifre, nell'intervallo da -19,9 a +99,9 °С la temperatura viene visualizzata con una precisione di 0,1 °С e negli intervalli -55...-20 e +100... + 125 °С - preciso fino a 1 °С. Inoltre, in questi intervalli, l'errore assoluto della misurazione della temperatura aumenta a ±2 °C, quindi la visualizzazione della temperatura con una precisione di decimi di grado perde di significato. Al termine di ogni periodo di visualizzazione delle informazioni sull'indicatore, MK controlla lo stato dei pulsanti SB1 e SB2, per i quali imposta la tensione a livello logico alto alle uscite RAO-RA2 (ciò corrisponde allo spegnimento di tutti i bit dell'indicatore HG1), e all'uscita RA4 - la tensione è log 0. I bit RB5, RB6 vengono riconfigurati per l'ingresso, mentre ad essi vengono collegati i resistori interni "pull-up" collegati al bus di alimentazione +5 V. Pertanto, quando si preme il pulsante SB1 o SB2, il livello di tensione logica alto su RB5, RB6 viene sostituito da uno basso, monitorato da MK. Gli elementi dell'indicatore LED collegati a questi bit non hanno un effetto significativo sullo stato degli ingressi indicati dell'MC, poiché la corrente in direzione opposta che li attraversa è trascurabile. Il mantenimento dei pulsanti premuti non pregiudica il funzionamento degli indicatori durante la visualizzazione delle informazioni, in quanto la corrente tra le uscite RA4 e RB5, RB6 tramite i pulsanti SB1, SB2 è limitata dalle resistenze R4, R5. Il dispositivo è alimentato da rete 220 V AC tramite un condensatore di ballast C3. Grazie al ponte a diodi VD1, entrambe le semionde della tensione di rete passano attraverso il diodo zener VD2. Di conseguenza, l'ondulazione di tensione sul condensatore C5 viene notevolmente ridotta e diventa possibile ridurre la capacità del condensatore C3, che determina la corrente massima fornita dalla sorgente di alimentazione al carico. Il circuito di temporizzazione R1C4R2 forma una pausa prima di avviare l'MC, necessaria affinché dopo l'accensione del dispositivo nella rete, la tensione sui condensatori C5, C6 abbia il tempo di aumentare a un livello che garantisca il normale funzionamento dell'MC . All'accensione del segnale sonoro, quando entra in funzione la cascata sul transistor VT1 con l'emettitore sonoro HA1 incluso nel suo circuito collettore, la corrente consumata dal dispositivo aumenta notevolmente, pertanto il programma MK prevede lo spegnimento dell'indicatore per la durata del segnale. Questa cascata è alimentata dall'energia accumulata nel condensatore C5, che porta a grandi "prelievi" della tensione ai suoi capi. Per mantenere una tensione di alimentazione stabile dell'MC e del sensore di temperatura, nel dispositivo vengono introdotti un regolatore di tensione integrale DA1 e un condensatore di ossido ad alta capacità C6. Se non è necessario un allarme acustico, il chip DA1 e il condensatore C5 possono essere esclusi, ma in questo caso D815E (VD2) deve essere sostituito con un diodo zener D815A con una tensione di stabilizzazione di 5,6 V. I codici "firmware" ROM MK per un termometro con funzione timer sono riportati in Tabella. uno.
Alla pressione del tasto SB1 viene emesso un breve bip e il display visualizza il valore del tempo rimanente all'attivazione del segnale acustico oppure 0 (nella cifra meno significativa) se il tempo del timer non è stato impostato. Il ritardo richiesto (entro 1 ... 99 min; viene inserito premendo il pulsante SB2 (senza rilasciare SB1). In questo caso, le letture dell'indicatore iniziano ad aumentare automaticamente a una frequenza di 2 Hz. Quando viene raggiunto il valore desiderato , i pulsanti vengono rilasciati Il ritorno alla lettura della temperatura avviene dopo 1 s dal rilascio del pulsante SB1.Al termine del tempo impostato il dispositivo emette un segnale acustico intermittente con frequenza 10 Hz per 1500 s. A tavola. 2 sono riportati i codici del "firmware" del MC, che dotano il dispositivo descritto della funzione di controllare un termostato che mantiene una data temperatura in un ambiente controllato con una precisione di ±1 °C.
La visualizzazione e l'impostazione della temperatura (nell'intervallo -54 ... +124 ° С) vengono eseguite, come nel caso precedente, utilizzando i pulsanti SB1 e SB2. Il valore di temperatura impostato viene memorizzato nella memoria dati non volatile dell'MK e da essa caricato ogni volta che il dispositivo viene connesso alla rete. Quando il dispositivo viene azionato con un termostato, il segnale per il controllo del compressore del riscaldatore o del frigorifero viene rimosso dall'uscita RA3, mentre al posto della cascata, sul transistor VT1 è installato un relè optotriac, che controlla l'alimentazione dell'attuatore o contattore, che a sua volta collega il riscaldatore o il compressore alla rete elettrica. Uno schema di una possibile variante di tale relè è mostrato in fig. 2.
Dato in tabella. 2 "firmware" MK è progettato per controllare l'elemento riscaldante. Ad esempio, se la temperatura impostata nel termostato è di +30 ° C, verrà visualizzato un segnale di registro all'uscita di RA3 MK. 1 (corrisponde all'accensione del riscaldatore) quando la temperatura del fluido controllato scende sotto i +29 °C, ma non appena la temperatura sale a +31 °C, il riscaldatore verrà spento. Pertanto, l'isteresi tra l'accensione e lo spegnimento del riscaldatore è di 2 °C. Il primo byte sottolineato (02) nella Tabella 2 è "responsabile" del suo valore. 01: se viene modificato in "1", l'isteresi diminuirà a 03 °C, e se viene sostituito da "3", aumenterà a XNUMX °C, ecc. Minore è l'isteresi, più accurato sarà il set la temperatura verrà mantenuta nell'ambiente controllato, ma più spesso si ripeteranno cicli di accensione e spegnimento dell'attuatore e viceversa. Quando si controlla il compressore del frigorifero, il segnale è log. 1 all'uscita di RA3, che include il sistema di raffreddamento, dovrebbe apparire se la temperatura supera il limite specificato ed essere sostituito da un livello log. 0 non appena la temperatura scende sotto il limite specificato, sempre tenendo conto dell'isteresi specificata dal valore del primo byte sottolineato in Tabella. 2. Per implementare questa modalità di funzionamento, il 2°, 3° e 4° byte sottolineato della tabella devono essere sostituiti rispettivamente da "19", "15" e "11" Testi di origine dei programmi In fase di programmazione dell'MK è necessario specificare: tipo di generatore - timer HS, WDT e PWRT - abilitati. Tutte le parti del termometro sono montate su un circuito stampato in fibra di vetro a doppia faccia (Fig. 3).
La scheda è progettata per installare resistori MLT, condensatori KD (C1, C2), K73-17V con una tensione nominale di 400 V (C3), KM (C7) e K50-35 (il resto). Per ridurre le dimensioni del dispositivo, le parti sono installate su entrambi i lati della scheda (dove sono indicate le loro designazioni di riferimento). I ponticelli vengono saldati nei fori delle piazzole di contatto, contrassegnati sul disegno con un punto vicino, durante l'installazione (la loro funzione è svolta anche dall'uscita del condensatore C7). L'indicatore LED a tre cifre HG1 è assemblato da tre LSD3212-20 a una cifra (luce verde) e può essere sostituito da qualsiasi altro con un consumo di corrente non superiore a 20 mA per elemento (segmento). Prima dell'installazione in posizione, i cavi di 12 indicatori vengono tagliati nelle immediate vicinanze della custodia. Lo stabilizzatore integrato 78L05 (DA1) può essere sostituito da qualsiasi altro con una tensione di stabilizzazione di +5 V. La capsula emettitrice del suono HA1 è una qualsiasi di piccole dimensioni con un avvolgimento con una resistenza di 8 ... 25 Ohm (l'autore ha utilizzato l'emettitore elettromagnetico HC0903A). Se si intende utilizzare un termometro in condizioni climatiche difficili, è necessario selezionare i condensatori di ossido C5 e C6 con un intervallo di temperatura esteso (contrassegnato sulla custodia "+105 ° C" o superiore) e la versione MK PIC16F84A - E / P, che indica che questo microcircuito possa lavorare a temperature da -40 a +125 °C. In questo caso, la scheda del termometro montata viene inserita in una custodia di plastica sigillata e riempita con un sigillante (ad esempio resina epossidica). I fori per i pulsanti all'interno sono sigillati con un pezzo di gomma sottile, dopodiché, su entrambi i lati della membrana di gomma risultante, sopra i pulsanti SB1 e SB2, cerchi di plastica con un diametro leggermente inferiore al diametro dei fori in la custodia è incollata. In questo modo è garantito il completo isolamento degli elementi del dispositivo dall'ambiente esterno. Quando si utilizza il dispositivo in condizioni normali, la sigillatura può essere omessa. È impossibile posizionare il sensore di temperatura all'interno della custodia del termometro, poiché ciò comporterà un aumento dell'errore di misurazione (dovuto al riscaldamento degli elementi) e l'inerzia delle letture del termometro al variare della temperatura ambiente. Una soluzione progettuale consiste nel posizionare il chip del sensore all'interno di una fiala di vetro di dimensioni adeguate. I punti di uscita del cavo flessibile dall'ampolla e dalla custodia del termometro sono accuratamente riempiti di sigillante. La lunghezza di un cavo a tre fili può variare da alcuni centimetri a decine di metri. Assemblato da parti riparabili e senza errori di installazione, il dispositivo non ha bisogno di essere regolato. Autore: S.Koryakov, Shakhty, regione di Rostov
Macchina per diradare i fiori nei giardini
02.05.2024 Microscopio infrarosso avanzato
02.05.2024 Trappola d'aria per insetti
01.05.2024
▪ Condizionatore d'aria tirannosauro ▪ L'effetto memoria delle batterie agli ioni di litio ▪ Nuova specifica ATX di Intel ▪ Fotorelè compatti con tensione di isolamento maggiorata 3,75 kV
▪ sezione del sito Istruzioni per l'uso. Selezione dell'articolo ▪ Articolo di Ercole. Espressione popolare ▪ articolo Quanto tempo fa e in quali circostanze è apparso il penny? Risposta dettagliata ▪ articolo Conduttore. Istruzioni standard sulla protezione del lavoro
Homepage | Biblioteca | Articoli | Mappa del sito | Recensioni del sito
www.diagram.com.ua |
Vedi altri articoli sezione 
Ultime notizie di scienza e tecnologia, nuova elettronica:
Tutte le lingue di questa pagina