Termometer dengan pemasa atau fungsi kawalan termostat. Skim, penerangan

Perpustakaan teknikal percuma

ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK
Perpustakaan percuma / Skim peranti radio-elektronik dan elektrik

Termometer dengan pemasa atau fungsi kawalan termostat

Perpustakaan teknikal percuma

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Pengawal selia kuasa, termometer, penstabil haba

Komen artikel

Penerangan mengenai pelbagai termometer digital elektronik telah berulang kali diterbitkan dalam pelbagai sumber. Sebagai peraturan, ia mengandungi penukar frekuensi suhu dan bahagian pengukur menggunakan unsur digital diskret yang menukar frekuensi yang diukur kepada bacaan suhu. Penukar frekuensi suhu yang dibina pada elemen diskret memerlukan penentukuran dan membolehkan mencapai ketepatan yang boleh diterima dalam julat yang agak terhad (disebabkan oleh ketidaklinearan ciri suhu unsur). Penggunaan asas elemen moden - mikropengawal dan penderia khas - dengan ketara memudahkan reka bentuk litar peranti sambil meningkatkan fungsi dan ketepatan pengukuran pada masa yang sama.

Gambarajah skematik termometer yang dicadangkan ditunjukkan dalam Rajah.1. Asasnya ialah mikropengawal popular (MK) PIC16F84A (DD1). Untuk mengukur suhu, sensor digital integral (VK1) DS18B20 daripada MAXIM telah digunakan. Cip ini tidak memerlukan penentukuran dan membolehkan anda mengukur suhu ambien dari -55 hingga +125 °C, dan dalam julat -10 ... +85 °C, pengilang menjamin ralat pengukuran mutlak tidak lebih buruk daripada ±0,5 ° C. Sensor DS18B20 adalah yang paling canggih daripada keluarga DS18X2X yang terkenal, sebelum ini dihasilkan di bawah jenama Dallas Semiconductor. Tidak seperti analog berfungsi DS1820 dan DS18S20, sebelum memulakan pengukuran, ia membolehkan anda menetapkan ketepatan relatif penukaran suhu yang diperlukan daripada julat nilai berikut: 0,5; 0,25; 0,125 dan 0,0625 °C, manakala masa pengukuran masing-masing ialah 93,75; 187,5; 375 dan 750 ms.

Termometer dengan pemasa atau fungsi kawalan termostat. Gambarajah skematik termometer
Rajah 1. Gambarajah skematik termometer

Prinsip operasi penderia DS18X2X adalah berdasarkan pengiraan bilangan denyutan yang dihasilkan oleh penjana dengan pekali suhu rendah dalam selang masa yang dihasilkan oleh penjana dengan pekali suhu yang berbeza, manakala logik dalaman penderia mengambil kira. dan mengimbangi pergantungan parabola bagi frekuensi kedua-dua penjana pada suhu.

Pertukaran arahan kawalan dan data antara sensor VK1 dan MK DD1, beroperasi pada frekuensi 4 MHz, dijalankan melalui bas data dwiarah wayar tunggal 1-Wire. Setiap DS18B20 mempunyai nombor siri 48-bit yang unik, terukir laser ke dalam ROM semasa pembuatan, membolehkan hampir mana-mana nombor peranti ini disambungkan ke bas yang sama. Faktor pengehad terutamanya hanya jumlah masa yang dibelanjakan untuk mengundi secara berurutan semua penderia yang disambungkan ke rangkaian.

Dengan tempoh yang sama dengan 1 s, MK DD1 menghantar arahan kepada sensor VK1 untuk memulakan proses pengukuran suhu dengan ketepatan 0,0625 ° C dan menerima daripadanya hasil pengukuran sebelumnya. Kod 12-bit yang diterima oleh penghantar yang sepadan dengan suhu yang diukur ditukar kepada bentuk perpuluhan, dibundarkan kepada persepuluh darjah dan dipaparkan pada penunjuk LED HG1 dalam mod dinamik. Menggunakan log voltan. 0 kepada salah satu output RA0, RA1 atau RA2, MK menghidupkan bit penunjuk yang sepadan, sambil mengeluarkan kod tujuh elemen digit yang dipaparkan dalam bit ini kepada output RB0-RB6. Kawalan titik pada penunjuk, yang memisahkan bahagian integer suhu yang dipaparkan daripada satu perpuluhan, dilakukan oleh MK melalui keluaran longkang terbuka RA4. Tempoh paparan ketiga-tiga digit penunjuk adalah lebih kurang 12,3 ms (frekuensi - 81 Hz).

Oleh kerana peranti menggunakan penunjuk tiga digit, dalam julat dari -19,9 hingga +99,9 oС suhu dipaparkan dengan ketepatan 0,1 °C, dan dalam selang -55 -20 dan +100 ... +125 °С - dengan ketepatan 1 °C. Di samping itu, dalam selang ini, ralat mutlak pengukuran suhu meningkat kepada ±2 °C, jadi paparan suhu dengan ketepatan persepuluh darjah kehilangan maknanya.

Pada akhir setiap tempoh memaparkan maklumat mengenai penunjuk, MK menyemak keadaan butang SB1 dan SB2, yang mana ia menetapkan voltan tahap logik yang tinggi pada output RA0-RA2 (ini sepadan dengan mematikan semua bit Penunjuk HG1), dan pada output RA4 - voltan logik. 0. Bit RB5, RB6 dikonfigurasikan semula untuk input, manakala perintang "pull-up" dalaman yang disambungkan ke bas kuasa +5 V disambungkan kepada mereka. Oleh itu, apabila anda menekan butang SB1 atau SB2, tahap voltan logik tinggi pada RB5 , RB6 digantikan dengan yang rendah, yang dipantau oleh MK. Elemen penunjuk LED yang disambungkan kepada nyahcas ini tidak mempunyai kesan yang ketara ke atas keadaan input MK yang ditunjukkan, kerana arus dalam arah songsang melaluinya boleh diabaikan. Memastikan butang ditekan tidak menjejaskan operasi penunjuk semasa tempoh memaparkan maklumat, kerana arus antara output RA4 dan RB5, RB6 melalui butang SB1, SB2 dihadkan oleh perintang R4, R5.

Peranti ini dikuasakan daripada voltan sesalur AC 220 V melalui kapasitor balast C3. Terima kasih kepada jambatan diod VD1, kedua-dua separuh gelombang voltan utama melalui diod zener VD2. Akibatnya, riak voltan pada kapasitor C5 dikurangkan dengan ketara dan menjadi mungkin untuk mengurangkan kapasitansi kapasitor C3, di mana arus maksimum yang dibekalkan oleh sumber kuasa kepada beban bergantung.

Litar pemasaan R1C4R2 membentuk jeda sebelum memulakan MC, yang diperlukan supaya selepas peranti dihidupkan dalam rangkaian, voltan pada kapasitor C5, C6 mempunyai masa untuk meningkat ke tahap yang memastikan operasi normal MC .

Apabila isyarat bunyi dihidupkan, apabila lata pada transistor VT1 mula beroperasi dengan pemancar bunyi HA1 termasuk dalam litar pengumpulnya, arus yang digunakan oleh peranti meningkat dengan ketara, oleh itu, program MK menyediakan untuk mematikan penunjuk untuk tempoh isyarat. Lata ini dikuasakan oleh tenaga terkumpul dalam kapasitor C5, yang membawa kepada penurunan voltan yang besar padanya. Untuk mengekalkan voltan bekalan MC dan penderia suhu yang stabil, pengatur voltan integral DA1 dan kapasitor oksida C6 berkapasiti tinggi dimasukkan ke dalam peranti. Jika penggera boleh didengar tidak diperlukan, cip DA1 dan kapasitor C5 boleh dikecualikan, tetapi dalam kes ini D815E (VD2) mesti diganti dengan diod zener D815A dengan voltan penstabilan 5,6 V.

Kod perisian tegar MK ROM untuk termometer dengan fungsi pemasa diberikan dalam Jadual 1. Apabila anda menekan butang SB1, bunyi bip pendek berbunyi dan paparan menunjukkan nilai masa yang tinggal sehingga isyarat bunyi berbunyi atau 0 (perintah rendah) jika masa dalam pemasa belum ditetapkan. Kelewatan masa yang diperlukan (dalam 1 ... 99 min) dimasukkan dengan menekan butang SB2 (tanpa melepaskan SB1). Pada masa yang sama, bacaan penunjuk mula meningkat secara automatik pada frekuensi 2 Hz. Apabila nilai yang dikehendaki dicapai, butang dilepaskan. Kembali ke bacaan suhu berlaku 1 s selepas butang SB1 dilepaskan. Pada penghujung masa yang ditetapkan, peranti mengeluarkan isyarat bunyi terputus-putus dengan frekuensi 10 Hz selama 1500 saat.

Jadual 2 menunjukkan kod perisian tegar MK, yang memberikan peranti yang diterangkan dengan fungsi mengawal termostat yang mengekalkan suhu tertentu dalam persekitaran terkawal dengan ketepatan ±1°C. Melihat dan menetapkan suhu (dalam julat -54 ... + 124 ° C) dijalankan, seperti dalam kes sebelumnya, menggunakan butang SB1 dan SB2. Nilai suhu yang ditetapkan disimpan dalam memori data tidak meruap MK dan dimuatkan daripadanya dengan setiap sambungan peranti seterusnya ke rangkaian.

Apabila peranti dikendalikan dengan termostat, isyarat untuk mengawal pemanas atau pemampat peti sejuk dikeluarkan daripada output RA3, manakala bukannya lata, geganti optotriac dipasang pada transistor VT1, yang mengawal bekalan kuasa penggerak atau penyentuh, yang, seterusnya, menyambungkan pemanas atau pemampat ke sesalur kuasa. Gambar rajah varian yang mungkin bagi geganti tersebut ditunjukkan dalam Rajah 2.

Termometer dengan pemasa atau fungsi kawalan termostat
Rajah 2.

Perisian tegar MK yang ditunjukkan dalam Jadual 2 direka untuk mengawal elemen pemanasan. Sebagai contoh, jika suhu yang ditetapkan dalam termostat ialah + 30 ° C, maka isyarat log akan muncul pada output RA3 MK. 1 (sepadan dengan menghidupkan pemanas) apabila suhu medium terkawal turun di bawah +29°C, tetapi sebaik sahaja suhu meningkat kepada +31°C, pemanas akan dimatikan. Oleh itu, histerisis antara menghidupkan dan mematikan pemanas ialah 2°C. Bait pertama (02) dalam kurungan dalam Jadual 2 adalah "bertanggungjawab" untuk nilainya: jika ia digantikan dengan (01), histerisis akan berkurangan kepada 1°C, dan jika dengan (03), ia akan meningkat kepada 3° С, dsb. Lebih kecil histerisis, lebih tepat suhu yang ditetapkan akan dikekalkan dalam persekitaran terkawal, tetapi kitaran hidup-mati penggerak akan diulang lebih kerap, dan sebaliknya.

Apabila mengawal pemampat peti sejuk, isyarat adalah log. 1 pada output RA3, yang termasuk sistem penyejukan, harus muncul jika suhu melebihi had yang ditentukan, dan digantikan dengan tahap log. 0 sebaik sahaja suhu jatuh di bawah had yang ditentukan, sekali lagi mengambil kira histerisis yang ditentukan oleh nilai bait pertama dalam kurungan dalam Jadual 2. Untuk melaksanakan mod operasi ini, bait ke-2, ke-3 dan ke-4 jadual yang diambil dalam kurungan mesti digantikan dengan (19), (15) dan (11), masing-masing.

Teks sumber program, termasuk Jadual 1 dan Jadual 2, boleh dimuat turun oleh itu. Apabila memprogramkan MK, anda mesti menentukan: jenis penjana - pemasa HS, WDT dan PWRT - didayakan.

Semua bahagian termometer dipasang pada papan litar bercetak yang diperbuat daripada gentian kaca kerajang dua muka (Gamb. 3). Papan direka untuk pemasangan perintang MLT, kapasitor KD (C1, C2), K73-17V dengan voltan undian 400 V (C3), KM (C7) dan K50-35 (selebihnya). Untuk mengurangkan dimensi peranti, bahagian dipasang pada kedua-dua belah papan (di mana sebutan rujukannya ditunjukkan). Pelompat wayar dipateri ke dalam lubang pad kenalan, ditandakan pada lukisan dengan titik berdekatan, semasa pemasangan (fungsinya juga dilakukan oleh output kapasitor C7). Penunjuk LED HG1 tiga digit dipasang daripada tiga digit tunggal LSD3212-20 (cahaya hijau) dan boleh digantikan oleh mana-mana yang lain dengan penggunaan semasa tidak lebih daripada 20 mA setiap elemen (segmen). Sebelum pemasangan dipasang, petunjuk 12 penunjuk dipotong di sekitar perumahan.

Termometer dengan pemasa atau fungsi kawalan termostat. Termometer PCB
Rajah.3. Termometer PCB

Kita boleh menggantikan penstabil kamiran 78L05 (DA1) dengan mana-mana penstabil lain dengan voltan penstabilan +5 V. Kapsul pemancar bunyi HA1 ialah sebarang kapsul bersaiz kecil dengan belitan dengan rintangan 8 ... 25 Ohm (pengarang menggunakan pemancar elektromagnet HC0903A).

Jika anda bercadang untuk menggunakan termometer dalam keadaan iklim yang teruk, kapasitor oksida C5 dan C6 harus dipilih dengan julat suhu lanjutan (ditandakan pada kes (+105 ° C) atau lebih tinggi), dan versi MK PIC16F84A - E / P, menunjukkan bahawa litar mikro ini boleh berfungsi pada suhu dari -40 hingga + 125 °C. Dalam kes ini, papan termometer yang dipasang diletakkan dalam bekas plastik tertutup dan diisi dengan pengedap (contohnya, epoksi). Lubang untuk butang di bahagian dalam dimeterai dengan sekeping getah nipis, selepas itu, pada kedua-dua belah membran getah yang terhasil, di atas butang SB1 dan SB2, bulatan plastik dengan diameter lebih kecil sedikit daripada diameter lubang dalam kes itu terpaku. Oleh itu, pengasingan lengkap elemen peranti dari persekitaran luaran dipastikan. Apabila menggunakan peranti dalam keadaan biasa, pengedap boleh ditinggalkan.

Adalah mustahil untuk meletakkan sensor suhu di dalam bekas termometer, kerana ini akan membawa kepada peningkatan dalam ralat pengukuran (disebabkan oleh pemanasan unsur) dan inersia bacaan termometer apabila suhu ambien berubah. Satu penyelesaian reka bentuk ialah meletakkan cip sensor di dalam ampul ubat kaca bersaiz sesuai. Titik keluar kabel fleksibel dari ampul dan dari bekas termometer diisi dengan teliti dengan pengedap. Panjang kabel tiga teras boleh dari beberapa sentimeter hingga berpuluh-puluh meter.

Dipasang dari bahagian yang boleh diservis dan tanpa ralat pemasangan, peranti tidak perlu dilaraskan.

Pengarang: S. Koryakov, Shakhty, wilayah Rostov; Terbitan: radioradar.net

Lihat artikel lain bahagian Pengawal selia kuasa, termometer, penstabil haba.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Kewujudan peraturan entropi untuk jalinan kuantum telah terbukti 09.05.2024

Mekanik kuantum terus memukau kita dengan fenomena misteri dan penemuan yang tidak dijangka. Baru-baru ini, Bartosz Regula dari Pusat RIKEN untuk Pengkomputeran Kuantum dan Ludovico Lamy dari Universiti Amsterdam membentangkan penemuan baharu yang melibatkan keterikatan kuantum dan kaitannya dengan entropi. Keterikatan kuantum memainkan peranan penting dalam sains dan teknologi maklumat kuantum moden. Walau bagaimanapun, kerumitan strukturnya menjadikan pemahaman dan pengurusannya mencabar. Penemuan Regulus dan Lamy menunjukkan bahawa keterikatan kuantum mengikut peraturan entropi yang serupa dengan peraturan untuk sistem klasik. Penemuan ini membuka perspektif baharu dalam bidang sains dan teknologi maklumat kuantum, memperdalam pemahaman kita tentang jalinan kuantum dan kaitannya dengan termodinamik. Hasil kajian menunjukkan kemungkinan keterbalikan transformasi belitan, yang boleh memudahkan penggunaannya dalam pelbagai teknologi kuantum. Membuka peraturan baharu ...>>

Penghawa dingin mini Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Musim panas adalah masa untuk berehat dan mengembara, tetapi selalunya panas boleh mengubah masa ini menjadi siksaan yang tidak tertanggung. Temui produk baharu daripada Sony - penghawa dingin mini Reon Pocket 5, yang menjanjikan untuk menjadikan musim panas lebih selesa untuk penggunanya. Sony telah memperkenalkan peranti unik - perapi mini Reon Pocket 5, yang menyediakan penyejukan badan pada hari panas. Dengan itu, pengguna boleh menikmati kesejukan pada bila-bila masa, di mana sahaja dengan hanya memakainya di leher mereka. Penghawa dingin mini ini dilengkapi dengan pelarasan automatik mod operasi, serta penderia suhu dan kelembapan. Terima kasih kepada teknologi inovatif, Reon Pocket 5 melaraskan operasinya bergantung pada aktiviti pengguna dan keadaan persekitaran. Pengguna boleh melaraskan suhu dengan mudah menggunakan aplikasi mudah alih khusus yang disambungkan melalui Bluetooth. Selain itu, baju-T dan seluar pendek yang direka khas tersedia untuk kemudahan, yang boleh dipasangkan perapi mini. Peranti boleh oh ...>>

Tenaga dari angkasa untuk Starship 08.05.2024

Menghasilkan tenaga suria di angkasa semakin boleh dilaksanakan dengan kemunculan teknologi baharu dan pembangunan program angkasa lepas. Ketua syarikat permulaan Virtus Solis berkongsi visinya menggunakan SpaceX's Starship untuk mencipta loji kuasa orbit yang mampu menggerakkan Bumi. Startup Virtus Solis telah melancarkan projek bercita-cita tinggi untuk mencipta loji kuasa orbit menggunakan Starship SpaceX. Idea ini boleh mengubah dengan ketara bidang pengeluaran tenaga suria, menjadikannya lebih mudah diakses dan lebih murah. Teras rancangan permulaan adalah untuk mengurangkan kos pelancaran satelit ke angkasa menggunakan Starship. Kejayaan teknologi ini dijangka menjadikan pengeluaran tenaga suria di angkasa lebih berdaya saing dengan sumber tenaga tradisional. Virtual Solis merancang untuk membina panel fotovoltaik yang besar di orbit, menggunakan Starship untuk menghantar peralatan yang diperlukan. Walau bagaimanapun, salah satu cabaran utama ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Gosip adalah baik untuk pasukan 16.11.2020

Para saintis dari Belanda telah mengesahkan bahawa gosip di tempat kerja memberi manfaat kepada pasukan.

Untuk menguji teori, penyelidik menemu bual 220 pelajar. Antara persoalannya ialah sama ada mereka bergosip tentang mereka, adakah mereka bergosip, atas sebab apa pelajar melakukannya, siapa yang mereka tidak akan bergosip.

Akibatnya, saintis telah mengatakan bahawa gosip membolehkan orang ramai dengan mudah mengumpul dan mengesahkan maklumat tentang orang tertentu. Juga, dengan bantuan gosip, pekerja membahagikan pasukan kepada "kami" dan "mereka".

"Selalunya gosip dilihat sebagai tingkah laku yang mementingkan diri sendiri dan berbahaya yang bertujuan untuk memanipulasi orang lain," kata penyelidik Bianca Bershma dari Universiti Amsterdam.

Malah, gosip boleh meningkatkan produktiviti seseorang pekerja dengan merangsangnya untuk bekerja, mendedahkan kelemahannya. Dan ketakutan seseorang tentang siapa mereka boleh bercakap lebih baik dirangsang untuk bekerja.

Berita menarik lain:

▪ Pengering tangan menyebarkan bakteria

▪ Pemacu nano optik keadaan pepejal

▪ bahan api logam

▪ iPad adalah 5 darjah lebih panas

▪ Penyejuk CPU ID-Penyejukan SE-50

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak Penerangan kerja. Pemilihan artikel

▪ artikel robot. Sejarah ciptaan dan pengeluaran

▪ Apakah tumbuhan yang membentuk simbiosis semut? Jawapan terperinci

▪ artikel Mengerjakan mesin cetak dan memotong. Arahan standard mengenai perlindungan buruh