Un semplice termostato su un microcontrollore. Schema, descrizione

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Un semplice termostato su un microcontrollore. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Lo scopo dello sviluppo è garantire il minimo costo con una precisione di mantenimento della temperatura di circa 0.1 gradi. nell'intervallo da 1 a 20 gradi. La custodia è sigillata e un minimo di controlli. La presenza di un sensore di surriscaldamento del compressore aggiuntivo e l'arresto di emergenza dell'unità.

Con la precisione specificata, non è stato possibile utilizzare la versione classica con sensori digitali DALLAS. Come base è stato preso il documento AN512 "Implementing Ohmeter/Temperature Sensor" dal sito web di MICROCHIP. L'elemento di misura è stato selezionato dal catalogo FARNELL farnell.com In questo caso, sono stati utilizzati termistori con coefficiente di temperatura negativo (NTC Thermistor) di "Philips" con la marcatura 2322-640-54104 con una resistenza di 100 KΩ a una temperatura di 25 gradi usato. C, passivi.comp.philips.com. I termistori funzionano in modo affidabile nell'intervallo da -40 gradi. C a +125 gradi. C e fornire una precisione del 2%. Il microcontrollore è stato scelto come funzionalmente ridondante in vista dell'ulteriore sviluppo del dispositivo. Per misurare la resistenza viene utilizzato il modulo Capture del microcontrollore, che è in grado di memorizzare il valore di un contatore a 16 bit nel momento in cui viene ricevuto un segnale esterno. Ciò consente all'hardware di implementare la misurazione mediante il metodo di integrazione.

La misurazione della resistenza dei termistori consiste nei seguenti passaggi.

1. La scarica del condensatore C1 attraverso il resistore R2 applicando uno zero logico all'uscita RC2 DD1.
2. Trasferimento di RC0, RC1 in uno stato ad alta impedenza, applicando log.1 a RA5. RC2 è programmato come ingresso del modulo Capture, viene avviato il contatore interno.
3. La tensione sul condensatore aumenta gradualmente e, quando il suo livello supera il limite di circa 3 V, viene attivato il modulo Capture, il contenuto del contatore viene memorizzato.
4. Ripetere i punti 1..3, ma il log. 1 viene applicato a RC0. (carica tramite sensore di temperatura)
5. Ripetere i punti 1..3, ma il log. 1 viene alimentato a RC1. (carica tramite sensore di surriscaldamento)

Poiché il rapporto tra la durata della carica del condensatore e un dato livello è uguale al rapporto tra le resistenze attraverso le quali è stato caricato, avendo quindi un valore noto della resistenza del resistore R1, è facile calcolare la resistenza dei termistori RT1 e RT2. La caratteristica di temperatura dei termistori non è lineare ed è descritta solo approssimativamente dalla funzione R=A*exp(B/T), dove R è la resistenza, T è la temperatura (gradi K), B è la costante specificata in la documentazione tecnica (per i termistori utilizzati è 4190), A è una costante determinata in base al valore di B, e dato che R a 25 deg. C = 100 Kom. Per convertire la resistenza in temperatura, il programma utilizza una tabella costruita su 64 punti con interpolazione lineare a intervalli.

I circuiti di controllo esterni del dispositivo non sono dettagliati perché ci sono molte soluzioni standard e rimangono a scelta dello sviluppatore. Di seguito è riportato lo schema della prima opzione.

Un semplice termostato su un microcontrollore. Circuito termostato
Fig. 1. Circuito termostato

Nonostante la sospetta semplicità, il dispositivo, con l'aiuto di ripetute medie, mostra abbastanza stabilmente tre segni di temperatura.

Le caratteristiche sono le seguenti:

Il valore delle temperature di esercizio è +3.5, +5.5, +7.5, +13, +22 ° С.
Isteresi di controllo + 0.5 ° С
Surriscaldamento consentito +70 ° С
Il pulsante 1 imposta l'intervallo (scorrimento ciclo). Il pulsante 2 mostra il surriscaldamento e resetta la protezione intervenuta. La caratteristica essenziale è la notevole inerzia dovuta a molteplici procedure di calcolo della media.

Diagramma in formato ACCEL EDA.

Testo sorgente del programma. Per il compilatore MPASM v02.20.

Programma per la generazione di dati tabulari per termistori in formato MathCad Plus 5.0

File di input per la generazione della tabella Secondo la scheda tecnica del termistore 2322-640-54104.

I risultati delle misurazioni di prova sotto forma di diversi campioni di 1000 conteggi. letture del timer. Formato Excel 97.

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Pubblicazione: cxem.net

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