Digitaalinen lämpötilansäädinpiiri

Digitaalinen lämpötilansäädinpiiri

Digitaalinen lämpötilan säätimen piiri on tarkka lämpötilansäädin lääketieteellisissä, teollisissa ja kodeissa. Tämä järjestelmä on parempi kuin analoginen / termostaattijärjestelmä, jonka tarkkuus on heikko. Sitä voidaan käyttää esimerkiksi inkubaattorin lämpötilan säätelyyn, jossa tarkan lämpötilan ylläpitäminen on erittäin tärkeää.



Digitaalinen lämpötilan säätöjärjestelmä

Digitaalinen lämpötilan säätöjärjestelmä

Digitaalisen lämpötilansäätimen lohkokaavio Kuvaus

Tämä ehdotettu digitaalinen lämpötilan säätöjärjestelmä tarjoaa lämpötilatiedot näytöllä, ja kun lämpötila ylittää asetetun arvon, kuormitus (ts. Lämmitin) sammuu. Tässä projektissa lamppu tarjotaan kuormana esittelytarkoituksiin. Digitaalisen lämpötilan säätöjärjestelmän lohkokaavio on annettu alla.






Digitaalisen lämpötilansäätimen lohkokaavio

Digitaalisen lämpötilansäätimen lohkokaavio

Ehdotettu digitaalinen lämpötilansäädinjärjestelmä käyttää 8051-perheen mikrokontrolleria, joka on sovelluksen ydin. Näyttöyksikkö koostuu neljästä seitsemän segmentin näyttö , Lämpösensori ja ne on liitetty mikrokontrolleriin.



Digitaalinen lämpötila-anturi on liitetty mikrokontrolleriin lämpötilaolosuhteiden havaitsemiseksi. Tässä järjestelmässä on myös neljä painonappikytkintä lämpötila-asetusten säätämistä varten.

Sitten mikro-ohjain kysyy jatkuvasti lämpötilatietoja digitaalisen lämpötila-anturin kautta ja näyttää 7-segmenttisen näyttöyksikön ja sammuu automaattisesti lampun, kun vastaava lämpötila ylittää asetetun arvon.

Laitteistovaatimukset

  • Muuntaja (230-12 V AC)
  • Jännitteensäädin (LM 7805)
  • Tasasuuntaaja
  • Suodattaa
  • Mikrokontrolleri (at89s52 / at89c51)
  • DS1621 Lämpötila-anturi
  • Painikkeet
  • 7 segmentin näyttö
  • BC547
  • Vastukset
  • Kondensaattorit
  • 1N4007
  • Rele

Mikrokontrolleri (AT89S52)

Atmel AT89S52 on 8051-pohjainen tehokas mikrokontrolleri, joka tarjoaa erittäin joustavan ja kustannustehokkaan ratkaisun moniin sulautettuihin ohjaussovelluksiin.


AT89S52 tarjoaa seuraavat vakio-ominaisuudet:

  • 8 kt tavua Flashia
  • 256 tavua RAM-muistia
  • 32 I / O-linjaa
  • Vartija-ajastin
  • Kaksi dataosoitinta
  • Kolme 16-bittistä ajastinta / laskuria
  • Kuusivektorinen kaksitasoinen keskeytysarkkitehtuuri
  • Täysi kaksipuolinen sarjaportti
  • Sirulla oleva oskillaattori ja kellopiirit

Tappikaavio on annettu alla.

8051-mikrokontrolleri

8051-mikrokontrolleri

Lämpötila-anturi - DS1621

Anturi on laite, joka vastaanottaa ja reagoi signaaliin tai ärsykkeeseen. Anturi voi muuntaa vastaanotetun signaalin vain sähköiseen muotoon.

Lämpötila-anturi - DS 1621 tarjoaa seuraavat vakio-ominaisuudet:

  • Mittaukset eivät vaadi ulkoisia komponentteja
  • Mittaa lämpötiloja -55 ° C - + 125 ° C 0,5 ° C: n välein (67 ° F - 257 ° F 0,9 ° F: n välein)
  • Lämpötila luetaan 9-bittisenä arvona (2-tavuinen siirto)
  • Laaja virtalähde (2,7 V - 5,5 V)
  • Muuntaa lämpötilan digitaaliseksi sanaksi alle sekunnissa
  • Termostaattiasetukset ovat käyttäjän määriteltäviä ja haihtumattomia
  • Tiedot luetaan / kirjoitetaan 2-johdin-sarjaliitännän kautta (avoimet tyhjennys-I / O-linjat)
  • Sovelluksia ovat termostaattisäätimet, teollisuusjärjestelmät, kulutustuotteet, lämpömittarit tai mikä tahansa lämpöherkkä järjestelmä
  • Se on 8-napainen DIP- tai SO-paketti

Tapin kuvaus

DS1621-nastan kuvaus

DS1621-nastan kuvaus

  • SDA - 2-johdininen sarjatietojen syöttö / lähtö
  • SCL - 2-johtiminen sarjakello
  • GND - maa
  • TOUT - Termostaatin lähtösignaali
  • A0 - siruosoitteen syöttö
  • A1 - siruosoitteen syöttö
  • A2 - siruosoitteen syöttö
  • VDD - virtalähteen jännite

DS1621: n toiminnallinen kaavio on esitetty alla olevassa kuvassa.

DS1621-toiminnallinen lohkokaavio

DS1621-toiminnallinen lohkokaavio

DS1621 tarjoaa 9-bittiset lämpötilalukemat, jotka osoittavat laitteen lämpötilan. Termostaatin lähtösignaali (TOUT) on aktiivinen, kun laitteen lämpötila ylittää käyttäjän määrittelemän lämpötilan (TH).

Lähtö pysyy aktiivisena, kunnes lämpötila laskee alle käyttäjän määrittelemän lämpötilan TL, mikä sallii mahdollisen hystereesin. Käyttäjän määrittämät lämpötila-asetukset tallennetaan haihtumattomaan muistiin, joten osat voidaan ohjelmoida ennen niiden asettamista järjestelmään.

Lämpötila-asetukset ja lämpötilalukemat välitetään kaikki DS1621: lle / Mikrokontrolleri yksinkertaisen 2-johtoisen (I2C) sarjaliitännän kautta .

Lämpötilan mittaaminen

DS1621 mittaa lämpötilan kaistaväliin perustuvalla lämpötila-anturilla. Delta-sigma analogia-digitaalimuunnin (ADC) muuntaa mitatun lämpötilan digitaaliseksi arvoksi, joka on kalibroitu ° C tai ° F.

Lämpötilalukema annetaan 9-bittisenä, kahden komplementtilukemana antamalla READ TEMPERATURE -komento. Tiedot välitetään 2-johtimisen sarjaliitännän kautta - ensin MSB ( I2C-sarjaliikenneliitäntä ).

Seitsemän segmentin perusnäyttö

Tämä versio on yleinen anodiversio. Tämä tarkoittaa, että kunkin LEDin positiivinen jalka on kytketty yhteiseen pisteeseen, joka on tappi 3, tässä tapauksessa Vcc. Jokainen Valodiodi on negatiivinen jalka, joka on kytketty johonkin laitteen nastaa.

7-segmenttinen LED-näyttö

7-segmenttinen LED-näyttö

Jotta se toimisi, sinun on liitettävä nasta 3 - 5 volttia. Sitten, jotta jokainen segmentti syttyy, kytke maadoitettu maadoitusnasta vastuksen kautta. Sitä voidaan käyttää myös minkä tahansa mikro-ohjaimen porttitapin kautta uppoustilassa esim. PORT 0 8051-sarjan mikrokontrolleri.

Ohjelmisto

Käytimme C-kieltä sovelluskoodin kirjoittamiseen ja koottiin käyttämällä KEIL-mikrovision (IDE) kääntäjää. Ohjelmiston kirjoittamisen jälkeen koodi muutetaan heksadesimaalikoodiksi mikrokontrollerin ajamiseksi. Syntynyt heksakoodi poltetaan mikro-ohjaimeen sopivaa ohjelmoijaa käyttäen.

Digitaalisen lämpötilansäätimen kaaviolliset liitännät

Järjestelmän käyttämiseen tarvitaan 5 V: n virtalähde, joka on kytketty mikro-ohjaimen 40-napaiseen ja GND on kytketty sen 20-nastaiseen. Portin 1 nastat 1,0 - 1,3 on kytketty painikkeisiin. Mikrokontrollerin nastat 3,5 - 3,7 on kytketty 1, 2, 3 nasta-anturiin DS1621.

Digitaalisen lämpötilan säätimen kaaviokuva

Digitaalisen lämpötilan säätimen kaaviokuva

Mikrokontrollerin portin 0 nasta 0,0 - 0,6 on kytketty 7 segmentin näyttöön. Mikrokontrollerin portin 2 nastat 2.0 - 2.3 on kytketty mikro-ohjaimen portin 2 transistoreihin BC547 ja kytketty transistorin BC547: een. Tappi 2.4 on kytketty toiseen transistoriin BC547, joka käyttää releä.

Työskentely

Projektissa käytetään digitaalista lämpötila-anturia DS1621, joka on liitetty mikro-ohjaimeen. Tämän 8-napaisen IC: n pinta tunnistaa ympäristön lämpötilan digitaalisen datan toimittamiseksi sarjassa nastassa 1, jonka mikrokontrolleri näyttää 4 yksikköä 7-segmenttinen yhteinen anodinäyttö kaikki rinnakkain kytketty porttiin ”0”.

Neljä painonappikytkintä liitetään mikrokontrolleriin, jossa on ylösvetovastukset, jotta ohjelmoitaisiin haluttu lämpötila. Nastan 25 mikrokontrollerin ulostulo ohjaa transistoria, joka puolestaan ​​käyttää releä, joka kytkee lämmittimen päälle tai pois päältä lämpötilan ylläpitämiseksi.

Projektissa käytetään kuitenkin lamppua lämmittimen sijasta esittelytarkoituksiin. Lamppu palaa normaalisti, jotta se sammuu, kun asetettu lämpötila on saavutettu.

Digitaalisen lämpötilansäätimen sovellukset

Seuraavassa on joitain esimerkkejä sovelluksista, joihin on kiinnitettävä erityistä huomiota.

  • Ulkokäyttö, johon liittyy mahdollinen kemiallinen saastuminen tai sähköinen häiriö
  • Ydinenergian ohjausjärjestelmät, polttojärjestelmät, rautatiejärjestelmät, ilmailujärjestelmät
  • Lääketieteelliset laitteet, huvikoneet, ajoneuvot, turvalaitteet ja asennukset, joihin sovelletaan erillisiä teollisuuden tai hallituksen määräyksiä
  • Järjestelmät, koneet ja laitteet, jotka voivat aiheuttaa riskin henkelle tai omaisuudelle

Näin ollen kyse on digitaalisesta lämpötilansäätimestä, joka käyttää mikro-ohjainta. Toivomme, että olet saanut paremman käsityksen tästä käsitteestä.

Lisäksi kaikki tähän konseptiin tai mikrokontrolleripohjaisiin projekteihin liittyvät kysymykset, anna palautteesi kommentoimalla alla olevassa kommenttiosassa. Tässä on kysymys sinulle, mikä on 7-segmenttisen näytön tehtävä?