نمودارهای سیم کشی در دستیاران. کنترل کننده دمای بالا در الگوریتم ترموکوپل نوع K برای اجرای برنامه دماسنج در ATmega و DS18B20

مجموعه ای از مقالات در مورد اندازه گیری دما با کنترلرهای آردوینو بدون داستانی در مورد ترموکوپل ناقص خواهد بود. علاوه بر این، هیچ چیز دیگری برای اندازه گیری دمای بالا وجود ندارد.

ترموکوپل (مبدل ترموالکتریک).

تمام سنسورهای دما از درس های قبلی امکان اندازه گیری دما را در محدوده ای نه بیشتر از - 55 ... + 150 درجه سانتیگراد امکان پذیر کردند. برای اندازه گیری دماهای بالاتر، رایج ترین سنسورها ترموکوپل ها هستند. آنها:

  • دارای محدوده اندازه گیری دما بسیار وسیع -250 … +2500 درجه سانتیگراد.
  • می تواند برای دقت اندازه گیری بالا، تا خطای بیش از 0.01 درجه سانتیگراد کالیبره شود.
  • معمولاً قیمت پایینی دارند.
  • سنسورهای دما قابل اعتماد در نظر گرفته می شوند.

نقطه ضعف اصلی ترموکوپل ها نیاز به یک متر دقیق نسبتاً پیچیده است که باید ارائه دهد:

  • اندازه گیری مقادیر کم ترمو-EMF با مقدار بالایی در محدوده ده ها و گاهی اوقات حتی واحدهای mV.
  • جبران ترمو-EMF اتصال سرد؛
  • خطی سازی خصوصیات ترموکوپل

اصل عملکرد ترموکوپل ها

اصل عملکرد این نوع سنسور بر اساس اثر ترموالکتریک (اثر سیبک) است. بنابراین نام دیگر ترموکوپل مبدل ترموالکتریک است.

در یک مدار، یک اختلاف پتانسیل بین فلزات غیر مشابه متصل تشکیل می شود. مقدار آن به دما بستگی دارد. بنابراین به آن ترمو-EMF می گویند. مواد مختلف دارای مقادیر EMF حرارتی متفاوتی هستند.

اگر در یک مدار، اتصالات (اتصالات) هادی های غیرمشابه در یک حلقه به هم وصل شده و دمای یکسانی داشته باشند، مجموع ترمو-EMF برابر با صفر است. اگر اتصالات سیم در دماهای مختلف باشد، اختلاف پتانسیل کل بین آنها به اختلاف دما بستگی دارد. در نتیجه به طراحی ترموکوپل می رسیم.

دو فلز نامشابه 1 و 2 در یک نقطه پیوند کاری را تشکیل می دهند. محل اتصال کار در نقطه ای قرار می گیرد که دمای آن باید اندازه گیری شود.

اتصالات سرد نقاطی هستند که فلزات یک ترموکوپل به فلز دیگری، معمولاً مس، متصل می شوند. اینها ممکن است بلوک های ترمینال ابزار اندازه گیری یا سیم های ارتباطی مسی به ترموکوپل باشند. در هر صورت، اندازه گیری دمای محل اتصال سرد و در نظر گرفتن آن در محاسبه دمای اندازه گیری شده ضروری است.

انواع اصلی ترموکوپل

پرکاربردترین ترموکوپل ها XK (کرومل - کوپل) و XA (کرومل - آلومل) هستند.

نام نام NSKh مواد محدوده اندازه گیری درجه سانتی گراد حساسیت، µV/°C، (در دما، درجه سانتی گراد) Thermo-EMF، mV، در 100 درجه سانتیگراد
THC (کرومل-کوپل) L کرومل، کوپل - 200 … + 800 64 (0) 6,86
TCA (کرومل آلومل) ک کرومل، آلومل - 270 … +1372 35 (0) 4,10
TPR (پلاتین-رودیوم) ب پلاتینورودیوم، پلاتین 100 … 1820 8 (1000) 0, 03
TVR (تنگستن رنیوم) آ تنگستن-رنیم، تنگستن-رنیم 0 … 2500 14 (1300) 1,34

نحوه اندازه گیری عملی دما با استفاده از ترموکوپل تکنیک اندازه گیری

مشخصه اسمی استاتیک (NSC) ترموکوپل در قالب یک جدول با دو ستون آورده شده است: دمای محل اتصال کار و ترمو-EMF. GOST R 8.585-2001 شامل NSCH ترموکوپل ها از انواع مختلف است که برای هر درجه مشخص شده است. با فرمت PDF از این لینک قابل دانلود است.

برای اندازه گیری دما با استفاده از ترموکوپل، مراحل زیر را دنبال کنید:

  • اندازه گیری ترمو-EMF ترموکوپل (اتوتال)؛
  • اندازه گیری دمای محل اتصال سرد (T Cold Junction)؛
  • با استفاده از جدول ترموکوپل NSH، ترمو-EMF اتصال سرد را با استفاده از دمای اتصال سرد (E Cold Junction) تعیین کنید.
  • ترمو-EMF محل اتصال کار را تعیین کنید، یعنی. EMF اتصال سرد را به کل ترمو-EMF اضافه کنید (E اتصال کار = E کل + E اتصال سرد).
  • با استفاده از جدول NSH، دمای محل اتصال کار را با استفاده از ترمو-EMF محل اتصال کار تعیین کنید.

در اینجا نمونه ای از نحوه اندازه گیری دمای نوک آهن لحیم کاری با استفاده از ترموکوپل TXA آورده شده است.

  • من محل اتصال کار را به نوک آهن لحیم کاری لمس کردم و ولتاژ را در پایانه های ترموکوپل اندازه گرفتم. نتیجه 10.6 میلی ولت بود.
  • دمای محیط، یعنی دمای محل اتصال سرد تقریباً 25 درجه سانتیگراد است. EMF اتصال سرد از جدول GOST R 8.585-2001 برای ترموکوپل نوع K در دمای 25 درجه سانتیگراد 1 میلی ولت است.
  • EMF حرارتی اتصال کار 10.6 + 1 = 11.6 میلی ولت است.
  • دمای همان جدول برای 11.6 میلی ولت 285 درجه سانتیگراد است. این مقدار اندازه گیری شده است.

ما باید این توالی اقدامات را در برنامه دماسنج آردوینو پیاده سازی کنیم.

دماسنج آردوینو برای اندازه گیری دماهای بالا با استفاده از ترموکوپل نوع TXA.

من یک ترموکوپل TP-01A پیدا کردم. یک ترموکوپل معمولی و پرکاربرد TCA از یک تستر. این همان چیزی است که من در دماسنج استفاده خواهم کرد.

پارامترهای مشخص شده روی بسته بندی عبارتند از:

  • نوع K؛
  • محدوده اندازه گیری - 60 ... + 400 درجه سانتیگراد؛
  • دقت ± 2.5٪ تا 400 درجه سانتیگراد.

محدوده اندازه گیری بر اساس کابل فایبرگلاس است. ترموکوپل مشابه TP-02 وجود دارد، اما با یک پروب به طول 10 سانتی متر.

TP-02 دارای حد بالایی اندازه گیری 700 درجه سانتیگراد است. بنابراین، ما یک دماسنج ایجاد خواهیم کرد:

  • برای ترموکوپل نوع TXA؛
  • با محدوده اندازه گیری – 60 … + 700 درجه سانتی گراد.

پس از درک برنامه و نمودار مدار دستگاه، می توانید یک متر برای ترموکوپل ها از هر نوع با هر محدوده اندازه گیری ایجاد کنید.

کارکرد باقیمانده دماسنج مانند دستگاه های سه درس قبلی از جمله عملکرد ثبت تغییرات دما است.

دسته بندی: . می توانید آن را نشانه گذاری کنید.

دماسنج در میکروکنترلر PIC16F628A و DS18B20 (DS18S20) - مقاله ای با شرح مفصل مدار دماسنج حافظه و علاوه بر این، ادامه منطقی مقاله ای که قبلاً در سایت Yandex pichobbi.narod.ru منتشر کردم. این دماسنج به خوبی خود را ثابت کرده است و تصمیم گرفته شد تا کمی آن را مدرن کنیم. در این مقاله به شما خواهم گفت که چه تغییراتی در طرح و برنامه کاری ایجاد شده است، عملکردهای جدید را شرح خواهم داد. مقاله برای مبتدیان مفید خواهد بود. بعداً نسخه فعلی دماسنج را به .

دماسنج میکروکنترلر PIC16F628A و DS18B20 (DS18S20) می تواند:

  • اندازه گیری و نمایش دما در محدوده:
    -55...-10 و +100...+125 با دقت 1 درجه (ds18b20 و ds18s20)
    -در محدوده -9.9...+99.9 با دقت 0.1 درجه (ds18b20)
    -در محدوده -9.5...+99.5 با دقت 0.5 درجه (ds18s20);
  • تشخیص خودکار سنسور DS18B20 یا DS18S20.
  • به طور خودکار سنسور را برای خرابی بررسی کنید.
  • حداکثر و حداقل دمای اندازه گیری شده را به خاطر بسپارید.

این دماسنج همچنین امکان تعویض آسان نشانگر 7 قسمتی را از حالت OK به نشانگر با OA فراهم می کند. یک روش ملایم برای نوشتن در حافظه EEPROM میکروکنترلر سازماندهی شده است. ولت متری که خود را به خوبی ثابت کرده است در این مقاله توضیح داده شده است -.

نمودار مدار یک دماسنج دیجیتال روی یک میکروکنترلر برای استفاده قابل اعتماد و طولانی مدت توسعه داده شده است. تمام قطعات مورد استفاده در مدار با کمبود مواجه نیستند. پیروی از این الگو آسان است و برای مبتدیان عالی است.

نمودار شماتیک دماسنج در شکل 1 نشان داده شده است

شکل 1 - نمودار شماتیک یک دماسنج روی PIC16F628A + ds18b20/ds18s20

من کل نمودار مدار دماسنج را توصیف نمی کنم، زیرا بسیار ساده است، من فقط به ویژگی ها می پردازم.

به عنوان میکروکنترلر استفاده می شود PIC16F628Aاز میکروچیپ این یک کنترل کننده ارزان است و همچنین کمبودی ندارد.

سنسورهای دیجیتال برای اندازه گیری دما استفاده می شوند DS18B20یا DS18S20از ماکسیم این سنسورها ارزان، اندازه کوچک هستند و اطلاعات مربوط به دمای اندازه گیری شده به صورت دیجیتالی منتقل می شود. این راه حل به شما این امکان را می دهد که نگران سطح مقطع سیم ها، طول آنها و ... نباشید. حسگرها DS18B20،DS18S20قادر به کار در محدوده دمایی -55 ... + 125 درجه سانتیگراد.

دما روی یک نشانگر LED 3 رقمی 7 قسمتی با کاتد مشترک (OK) یا با (OA) نمایش داده می شود.

برای نمایش حداکثر و حداقل دمای اندازه گیری شده روی نشانگر، به دکمه SB1 نیاز دارید. برای تنظیم مجدد حافظه، به دکمه SB1 نیز نیاز دارید

با استفاده از دکمه SA1 می توانید به سرعت سنسورها (خیابان، خانه) را تغییر دهید.

یک بلوز برای تعویض سیم مشترک برای نشانگر LED مورد نیاز است. مهم!اگر نشانگر خوب باشد، طبق نمودار، گیره را در موقعیت پایین قرار می دهیم و ترانزیستورهای VT1-VT3 را با رسانایی p-n-p لحیم می کنیم. اگر نشانگر LED OA باشد، طبق نمودار، گیره را به موقعیت بالایی منتقل می کنیم و ترانزیستورهای VT1-VT3 را با رسانایی n-p-n لحیم می کنیم.

در جدول 1 می توانید لیست کامل قطعات و جایگزینی احتمالی آنها با آنالوگ را مشاهده کنید.

جدول 1 - لیست قطعات برای مونتاژ دماسنج
تعیین موقعیت نام آنالوگ / جایگزین
C1، C2 خازن سرامیکی - 0.1 μFx50V -
C3 خازن الکترولیتی - 220μFx10V
DD1 میکروکنترلر PIC16F628A PIC16F648A
DD2، DD3 سنسور دما DS18B20 یا DS18S20
GB1 سه عدد باتری قلمی 1.5 ولتی
HG1 نشانگر LED 7 قسمتی KEM-5631-ASR (OK) هر کم مصرف دیگری برای نشانگر پویا و مناسب برای اتصال.
R1، R3، R14، R15 مقاومت 0.125W 5.1 اهم سایز اس ام دی 0805
R2, R16 مقاومت 0.125W 5.1 کیلو اهم سایز اس ام دی 0805
R4, R13 مقاومت 0.125W 4.7 کیلو اهم سایز اس ام دی 0805
R17-R19 مقاومت 0.125W 4.3 کیلو اهم سایز اس ام دی 0805
R5-R12 مقاومت 0.125 وات 330 اهم سایز اس ام دی 0805
SA1 هر سوئیچ مناسب
SB1 دکمه تاکت
VT1-VT3 ترانزیستور BC556B برای نشانگر با OK / ترانزیستور BC546B برای نشانگر با OA KT3107/KT3102
XT1 بلوک ترمینال برای 3 مخاطب.

برای اشکال زدایی اولیه دماسنج دیجیتال، از مدل مجازی ساخته شده در پروتئوس استفاده شد. در شکل 2 می توانید یک مدل ساده شده در پروتئوس را مشاهده کنید

شکل 2 – مدل دماسنج روی میکروکنترلر PIC16F628A در Proteus

شکل 3-4 برد مدار دماسنج دیجیتال را نشان می دهد

شکل 3 - برد مدار چاپی یک دماسنج روی میکروکنترلر PIC16F628A (پایین) بدون مقیاس.

شکل 4 - برد مدار چاپی یک دماسنج روی میکروکنترلر PIC16F628A (بالا) بدون مقیاس.

دماسنج، قطعات کار مونتاژ شده، بلافاصله شروع به کار می کند و نیازی به اشکال زدایی ندارد.

نتیجه کار شکل های 5-7 است.

شکل 5 - شکل ظاهری دماسنج

شکل 6 - شکل ظاهری دماسنج

شکل 7 - شکل ظاهری دماسنج

مهم!در سیستم عامل دماسنج دوخته نشدهتبلیغات می تواند برای لذت شما استفاده شود.

اصلاحات در برنامه کاری:

1 تشخیص خودکار سنسور DS18B20 یا DS18S20.

2. زمان بازنویسی در EEPROM (در صورت رعایت شرط بازنویسی) از 5 دقیقه به 1 دقیقه کاهش یافته است.

3. فرکانس چشمک زدن نقطه افزایش یافته است.

توضیحات بیشتر در مورد عملکرد دماسنج را می توان در سند یافت که در انتهای این مقاله قابل دانلود است. اگر نمی خواهید دانلود کنید، در وب سایت www.pichobbi.narod.ruعملکرد دستگاه نیز کاملاً شرح داده شده است.

تخته تمام شده کاملاً در یک ساعت زنگ دار چینی قرار می گیرد (شکل 8، 9).

شکل 8 - تمام مواد داخل یک ساعت زنگ دار چینی

شکل 9 - تمام پر کردن در ساعت زنگ دار چینی

ویدئو - عملکرد دماسنج در PIC16F628A

این دستگاه (شکل را ببینید) می تواند برای کنترل خودکار اندازه گیری دما در گلخانه ها و فروشگاه های سبزیجات، کابینت های خشک کن و اجاق های برقی و همچنین برای اهداف زیست پزشکی استفاده شود. این حساسیت بالا و ایمنی نویز، کنترل راحت حالت های عملیاتی را فراهم می کند. وجود عایق گالوانیکی در مدارهای قدرت و کنترل، کارکرد آن را قابل اعتماد و ایمن می کند. سیستم اپتوکوپلر با فرکانس شبکه همگام می شود تا از تداخل سوئیچینگ جلوگیری کند.

این دستگاه از دو واحد کاربردی اصلی تشکیل شده است: یک ترموستات الکترونیکی و یک متر دیجیتال. سیگنال های کنترل در ترموستات بر اساس مقایسه ولتاژ دریافتی از ترموکوپل (TC) با ولتاژ مرجع تولید می شوند.

مشخصات فنی اصلی دستگاه: محدوده دمایی کنترل شده از 0 تا 200 یا تا 1200 درجه سانتیگراد بسته به سنسور مورد استفاده. خطای دماسنج بیش از 1.5٪ از حد بالایی اندازه گیری نیست. حداکثر دقت حفظ دما تا 0.05 درجه سانتیگراد. باید در نظر گرفت که سیستمی که از TP استفاده می کند دیفرانسیل است، یعنی. ولتاژ خروجی آن متناسب با اختلاف دمای بین دو انتهای متصل و آزاد ترموکوپل است بنابراین اگر در دماهای کنترل شده بالا تأثیر نوسانات دمای محیط بر ولتاژ خروجی TP ناچیز باشد و می توان آن را نادیده گرفت. سپس برای دماهای کنترل شده کمتر از 200 درجه سانتیگراد، لازم است اقدامات جبرانی اضافی تغییرات دمای انتهای آزاد ترموکوپل اعمال شود. حداکثر فرکانس سوئیچینگ بار 12.5 هرتز، جریان بار تا 0.1 آمپر، و هنگام استفاده از کلید تریاک اضافی تا 80 آمپر با ولتاژ ~220 ولت، ابعاد کلی 120x75x160 میلی متر.

یک ولتاژ متناوب 24 ولت با فرکانس شبکه (f)، که از سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور T1 حذف شده است، از طریق مقاومت محدود کننده R21 به اپتوکوپلر ترانزیستور U1 عرضه می شود، که در پایه 5 آن پالس های همگام سازی تشکیل می شود، که قسمت جلویی آن تشکیل می شود. در زمان عملاً همزمان با لحظاتی است که ولتاژ اصلی از صفر عبور می کند. در مرحله بعد، این پالس ها به قسمت دیجیتالی دستگاه می رسند که بر اساس سیگنال هایی که از قسمت آنالوگ می آید، سیگنال های کنترلی مربوطه را تولید می کند.

قسمت آنالوگ دستگاه بر روی چهار آپمپ ریز مدار K1401UD2 پیاده سازی شده است. ولتاژ حذف شده از TC توسط آپ امپ DA1.1 تقویت شده و به ورودی های آپ امپ DA1.2...DA1.4 که به عنوان مقایسه کننده عمل می کنند، عرضه می شود. ولتاژهای مرجع که آستانه سوئیچینگ آنها را تعیین می کنند توسط مقاومت های R8، R9، R11، R12، R14-R16 تنظیم می شوند. به دلیل عدم وجود بازخورد در آپ امپ (DA 1.2-DA 1.4) و بهره بالای آنها، حساسیت بسیار بالایی از دستگاه حاصل می شود. مقاومت R12 برای تنظیم آستانه دمای بالایی که در آن بار خاموش می شود استفاده می شود و مقاومت R9 برای تنظیم اختلاف دما (Dt) بین آستانه سوئیچینگ بالا و پایین ترموستات در نظر گرفته شده است. هنگامی که تنظیم Dt مورد نیاز نیست، برای اطمینان از حداکثر دقت نگهداری دما، توصیه می شود به جای مقاومت R9 یک جامپر نصب کنید؛ در این حالت، مقاومت R8 را می توان از مدار خارج کرد. مدارهای روی عناصر VD1-VD3، C1-SZ، R10 R13، R17 برای جلوگیری از عبور ولتاژ منفی به ورودی ریز مدارهای دیجیتال و حذف تداخل عمل می کنند. همگام سازی تریگرهای DD1.2، DD2.1، DD2.2 توسط پالس های تولید شده توسط شمارنده DD3 انجام می شود. جدول منطق تولید سیگنال های کنترلی در دستگاه را توضیح می دهد.

در حالت کارکرد ثابت، زمانی که دمای تاسیسات با دمای تنظیم شده مطابقت دارد، نشانگر HL2 باید دائما روشن باشد و نشانگرهای HL1، HL3 باید خاموش باشند. انحرافات دما با گنجاندن نشانگرهای HL1، HL3 نشان داده می شود. برای بهبود دید، آنها در حالت چشمک زن عمل می کنند. پالس های لازم برای کنترل این نشانگرها در خروجی های 5 و 12 شمارنده dD3 تولید می شوند. از پایه 9 ماشه DD1.2 از طریق دنبال کننده امیتر در ترانزیستور VT1، سیگنال به مدارهای نشانگر و کنترل بار می رود. قطع اجباری بار توسط کلید SA1 انجام می شود که این مدارها را باز می کند. برای کنترل بار، از یک اپتوکوپلر دینیستور U2 استفاده شده است که در مورب پل VD2 قرار دارد. حداکثر جریان سوئیچینگ در این نسخه 0.1 آمپر است که با نصب یک VS1 هفت طبقه اضافی و بر این اساس تغییر مدار سوئیچینگ بار می توان این جریان را تا 80 آمپر افزایش داد.

عملکردهای اندازه گیری دما و همچنین نمایش مقدار آن بر اساس ریزمدار K572PV2 (مشابه ILC7107) اجرا می شود. انتخاب این ADC به دلیل امکان اتصال مستقیم نشانگرهای سنتز علائم LED به آن است. هنگام استفاده از LCD، می توانید از K572PV5 استفاده کنید. هنگامی که دکمه SB1 فشار داده می شود، ADC ولتاژی را از خروجی op-amp DA1.1 دریافت می کند و حالت اندازه گیری دما را فراهم می کند. هنگامی که دکمه SB1 را فشار می دهید، ولتاژ مقاومت متغیر R12 مطابق با دمای آستانه کنترل تنظیم شده اندازه گیری می شود.

جزئیات. این دستگاه از مقاومت های ثابت از نوع MLT، تنظیم شده SP5-2 (R9, R15)، متغیر SPZ-45 (R12)، خازن های K73-17 (C11-C13)، KT1 (C10)، K53-1 (C4) استفاده می کند. -C7) نوع. Optocoupler AOUYU3V را می توان با AOU115V جایگزین کرد. نشانگرهای HG1-HG4 نوع SA08-11HWA را می توان با KLTs402 داخلی جایگزین کرد.

این تنظیم شامل تنظیم مقاومت R3 روی خوانش صحیح دماسنج در حداقل دما و مقاومت R4 در حداکثر است. برای از بین بردن تأثیر متقابل مقاومت های مقاومت، این تنظیم باید چندین بار تکرار شود. دستگاهی که به درستی مونتاژ شده نیازی به تنظیم بیشتر ندارد، فقط باید مقدار Dt مورد نیاز را با مقاومت R9 و با مقاومت R15 حد مجاز بیش از حد دمایی را قبل از روشن کردن زنگ تنظیم کنید.

از دیود نیمه هادی می توان به عنوان سنسور دما استفاده کرد. مزایای اصلی دومی هزینه کم و اینرسی بسیار کمتر در مقایسه با سنسور یکپارچه است؛ دقت اندازه گیری در محدوده دمایی از -50 تا +125 درجه سانتیگراد به 0.2 درجه سانتیگراد می رسد. قسمت ولتاژ پایین دستگاه از یک تثبیت کننده دوقطبی با ولتاژ ± 5 ولت تغذیه می شود که روی عناصر DA2-DA3، C4-C9 مونتاژ شده است. برای کنترل اپتوکوپلر U1 از ولتاژ +12 ولت استفاده می شود، روشن کردن دستگاه بدون اتصال به زمین ممنوع است. این دستگاه دارای ایمنی بالای نویز است و طول قابل توجهی از خط اتصال آن به سنسور را می دهد. با این حال، برای اطمینان از عملکرد قابل اعتماد دستگاه، نباید آن را در نزدیکی سیم های برق که جریان های فرکانس و پالس بالا را حمل می کنند قرار داد.

ادبیات:

1. Anufriev L. Multimeter on BIS // Radio. - 1986. شماره 4. - P. 34-38.

2. سوئتین. V. دماسنج دیجیتال خانگی // رادیو. - 1991. شماره 10. ص 28-31.

3. Gutnikov V.S. الکترونیک یکپارچه در دستگاه های اندازه گیری. - ویرایش دوم دوباره کار کرد و اضافی - L.: Energoato-mizdat، 1988.

دماسنج روی ATmega8 و سنسور دما DS18B20

مدار دماسنج برای ATmega8 و DS18B20

دماسنج دیجیتال DS18B20
نشانگر LED هفت بخش
الگوریتم برنامه دماسنج
برنامه دماسنج دیجیتال برای DS18B20

مدار و برنامه بسیار ساده است دماسنج دیجیتالبا استفاده از میکروکنترلر ATmega8و سنسور دما DS18B20. دماسنج به شما امکان می دهد دما را از 0 تا 99 درجه با دقت 0.5 درجه با وضوح 0.1 درجه اندازه گیری کنید.

دماسنج در مشخصات خود بسیار ساده است و فقط می توان از آن به عنوان دماسنج برای اندازه گیری دمای اتاق استفاده کرد. استفاده از یک میکروکنترلر با حافظه 8 کیلوبایتی در این طراحی البته بیهوده است؛ می توانید از میکروکنترلر ساده تری استفاده کنید. اما نکته اینجاست که این طراحی مبنای توسعه بیشتر پروژه با استفاده از سنسور دمای دیجیتال DS18B20 است. در مقاله بعدی، طراحی دماسنج دیگری منتشر خواهد شد - بر روی دو سنسور DS18B20، که به شما امکان می دهد دما را نه تنها در اتاق، بلکه "در خارج از دریا" نیز اندازه گیری کنید. طبیعتا قابلیت اندازه گیری دمای منفی نیز اضافه خواهد شد. در آینده، یک عملکرد ترموستات، یک ساعت و توانایی کار با بارهای مختلف به طراحی اضافه می شود که امکان جمع آوری یک ساختار ساده - اساس یک "خانه هوشمند" را فراهم می کند. خب امروز اولین مقاله از این مجموعه است.

مدار دماسنج بر اساس سنسور دمای ATmega8 و DS18B20

بیایید به نمودار دماسنج نگاه کنیم:

همانطور که می بینید، مدار بسیار ساده است، فقط از حداقل قطعات لازم استفاده می شود.
مدار از یک نشانگر LED سه رقمی هفت قسمتی برای نشان دادن قرائت استفاده می کند.

طراحی ولتاژ منبع تغذیه - 5 ولت اگر از یک میکروکنترلر با منبع تغذیه ولتاژ پایین استفاده می کنید، می توانید ولتاژ تغذیه سازه را کاهش دهید، اما در این مورد، ممکن است مجبور شوید مقدار مقاومت های میرایی در بخش های نشانگر را کاهش دهید. مقادیر تقریبی مقاومت را می توان گرفت:
- با منبع تغذیه 5 ولت - 200-300 اهم
- دارای منبع تغذیه 2.7 - 3 ولت - 100-150 اهم


ترانزیستورها- هر ساختار NPN کم مصرف.
حسگر دما - DS18B20
نشانگر هفت بخش - هر سه رقمی با یک کاتد مشترک. اگر می خواهید از دیگران با یک آند مشترک استفاده کنید، باید ترانزیستورها را با ترانزیستورهای PNP جایگزین کنید و تغییراتی در برنامه ایجاد کنید (آرایه کدهای باینری را برای نمایش اعداد روی نشانگر جایگزین کنید). من از نشانگر درخشش قرمز استفاده کردم و در همان زمان برای طرح بعدی، همان را اما با رنگ درخشش آبی آماده کردم.

قطعات دماسنج روی میکروکنترلر ATmega و DS18B20



پین اوت میکروکنترلر ATmega8:

نشانگر سه رقمی هفت بخش FYT-5631AUR-21:

سنسور دما DS18B20:

ترانزیستورهای BC547C:

الگوریتم برنامه دماسنج در ATmega و DS18B20

تمام تنظیمات میکروکنترلر تنظیمات کارخانه هستند، بیت های فیوز نیازی به لمس ندارند.

برای اجرای برنامه از دو تایمر/ شمارنده میکروکنترلر استفاده می شود:
هشت بیت T0
شانزده بیت T1
با استفاده از تایمر هشت بیتی T0 پیکربندی شده برای فراخوانی وقفه سرریز، با فرکانس داخلی CK/8 (دوره 2 میلی ثانیه) سازماندهی شده است:
- محاسبه دمای فعلی
- خروجی پویا نتایج اندازه گیری دما با سنسور DS18B20
با استفاده از تایمر شانزده بیتی T1 پیکربندی شده برای فراخوانی وقفه سرریز، با فرکانس داخلی CK/64 (دوره 4 ثانیه) به صورت سازماندهی شده:
- ارسال فرمان به سنسور DS18B20 برای اندازه گیری دما
- خواندن دمای اندازه گیری شده از سنسور
در اصل، شما می توانید از یک تایمر/ شمارنده هشت بیتی استفاده کنید، که همچنین برای ایجاد وقفه سرریز، با فرکانس داخلی CK/8 پیکربندی شده است، و کل عملیات مدار را در حین پردازش وقفه سازماندهی کنید. اما واقعیت این است که هیچ نکته ای در این وجود ندارد - سنسور DS18B20 برای تبدیل (تعیین) دما به کمی کمتر از 1 ثانیه (با وضوح 12 بیت) نیاز دارد، یعنی ما نمی توانیم اطلاعات دما را بیشتر به روز کنیم. بیش از یک بار در ثانیه علاوه بر این، چنین به روز رسانی های مکرر دما منجر به گرم شدن سنسور و بر این اساس به تحریف داده های واقعی می شود. استفاده از شمارنده دوم به شما این امکان را می دهد که فواصل زمانی اندازه گیری دما را به طور جداگانه تنظیم کنید.

قسمت اصلی برنامه در Algorithm Builder به این صورت است:

جایی که:

SP- تنظیم آدرس شروع پشته

تایمر 0- تنظیم تایمر T0:

تایمر 1- تنظیم تایمر T1:

TIMSK- تنظیم وقفه ها از تایمرها:

Init_Display- زیر روال برای تنظیم بیت های پورت های درگیر در نشانگر پویا خروجی داده به یک نشانگر سه رقمی هفت بخش

1 —> من- فعال کردن وقفه جهانی

اگر سوالی دارید، اگر چیزی واضح نیست، یا اگر سوالی در مورد برنامه دارید، بنویسید و من پاسخ خواهم داد.

(2.4 کیلوبایت، 7012 بازدید)

من تصمیم گرفتم یک دماسنج را در لمینیت خود قرار دهم، یک دماسنج ترموکوپل نوع K. برای اینکه آن را برای من آموزنده تر کند، من معتقدم که یک آماتور رادیویی سرگرمی نمی تواند زمانی که فقط دو LED "POWER" و "READY" روی چنین دستگاهی روشن می شود راضی باشد. من روسری را برای جزئیاتم مرتب می کنم. فقط در صورت امکان، با قابلیت نصف کردن آن (این چند کاره است). فوراً جایی برای قسمت برق روی تریستور گذاشتم، اما فعلاً از این قطعه استفاده نمی کنم، این مدار من برای آهن لحیم کاری خواهد بود (زمانی که بفهمم چگونه ترموکوپل را به نوک وصل کنم)

فضای کافی در لمینیت وجود ندارد (مکانیسم ها در چین بسیار محکم قرار گرفته اند)، من از یک نشانگر کوچک هفت قسمتی استفاده می کنم، اما این همه چیز نیست، کل تخته هم جا نمی شود، اینجاست که همه کاره است. برد مفید است، من آن را به نصف برش دادم (اگر از کانکتور استفاده می کنید، قسمت بالایی با بسیاری از پیشرفت ها در مورد نکات کوچک ur5kby مطابقت دارد.)

من آن را تنظیم کردم، ابتدا همانطور که در انجمن گفته شد انجام می دهم، ترموکوپل را لحیم نمی کنم، 400 را تنظیم می کنم (البته اگر این پارامتر در حافظه باشد، این مورد ناپدید می شود)، متغیرها را تقریباً روی دمای اتاق تنظیم می کنم و دقیقا تا نقطه جوش

چنین کنترل‌کننده‌ای از نظر تئوری تا دمای 999 درجه سانتی‌گراد کار می‌کند، اما در خانه بعید است چنین دمایی پیدا شود، حداکثر آن یک آتش باز است، اما این منبع گرما غیرخطی و حساسیت قوی به شرایط خارجی دارد.

در اینجا یک جدول نمونه است.

و همچنین برای وضوح

بنابراین انتخاب منبعی برای تنظیم خوانش کنترلرها انتخاب کمی وجود دارد.

دیگر با دکمه ها بازی نمی شود، همه چیز را می توان جمع کرد،
من از ترموکوپل تستر چینی استفاده کردم. و یک پست در انجمن به من توصیه کرد که این ترموکوپل را می توان چند برابر کرد ، طول آن تقریباً نیم متر است ، من 2 سانتی متر را قطع کردم.

من با چرخاندن آن با زغال یک ترانسفورماتور درست می کنم، معلوم می شود که یک توپ است، و دو سر آن دقیقاً به همین ترتیب است، در امتداد یک سیم مسی، برای لحیم کاری خوب به سیم های من.

اگر خطایی پیدا کردید، لطفاً یک متن را انتخاب کنید و Ctrl+Enter را فشار دهید.