A Digital circuit de control de temperatura és un controlador de temperatura precís en aplicacions mèdiques, industrials i domèstiques. Aquest sistema és millor que el sistema analògic / termòstat, amb poca precisió. Per exemple, es pot utilitzar per al control de temperatura d'una incubadora on mantenir una temperatura precisa és molt important.
Sistema de control de temperatura digital
Descripció del diagrama de blocs del controlador de temperatura digital
El sistema de control de temperatura digital proposat proporciona la informació de temperatura en una pantalla i, quan la temperatura supera el punt de configuració, la càrrega (és a dir, l’escalfador) s’APAGA. En aquest projecte, es proporciona una làmpada com a càrrega amb finalitats de demostració. A continuació es mostra el diagrama de blocs del sistema de control de temperatura digital.
Diagrama de blocs del controlador de temperatura digital
El sistema de control de temperatura digital proposat utilitza un microcontrolador de la família 8051, que és el cor de l’aplicació. El visualitzador consta de quatre pantalla de set segments , Sensor de temperatura i estan connectats al microcontrolador.
El sensor de temperatura digital està connectat al microcontrolador per detectar les condicions de temperatura. Aquest sistema també proporciona quatre interruptors polsadors per ajustar els paràmetres de temperatura.
A continuació, el microcontrolador sondeja contínuament la informació de temperatura mitjançant un sensor de temperatura digital i es mostra a la unitat de visualització de 7 segments i apaga automàticament la llum quan la temperatura corresponent excedeix el punt de configuració.
Requisits de maquinari
- Transformador (230 - 12 v ac)
- Regulador de voltatge (LM 7805)
- Rectificador
- Filtre
- Microcontrolador (at89s52 / at89c51)
- DS1621 Sensor de temperatura
- Polsadors
- Pantalla de 7 segments
- BC547
- Resistències
- Condensadors
- 1N4007
- Relleu
Microcontrolador (AT89S52)
L'Atmel AT89S52 és un potent microcontrolador basat en el 8051 que proporciona una solució altament flexible i rendible per a moltes aplicacions de control incrustades.
L'AT89S52 proporciona les funcions estàndard següents:
- 8K bytes de Flash
- 256 bytes de memòria RAM
- 32 línies d'E / S
- Temporitzador de vigilància
- Dos indicadors de dades
- Tres temporitzadors / comptadors de 16 bits
- Una arquitectura d'interrupció de dos nivells de sis vectors
- Un port sèrie dúplex complet
- Oscil·lador on-chip i circuits de rellotge
A continuació es mostra el diagrama de pins.
Microcontrolador 8051
Sensor de temperatura - DS1621
Un sensor és un dispositiu que rep i respon a un senyal o estímul. Un sensor només pot convertir el senyal rebut en forma elèctrica.
El Sensor de temperatura - DS 1621 proporciona les funcions estàndard següents:
- Les mesures no requereixen components externs
- Mesura temperatures de -55 ° C a + 125 ° C en increments de 0,5 ° C (67 ° F a 257 ° F en increments de 0,9 ° F)
- La temperatura es llegeix com un valor de 9 bits (transferència de 2 bytes)
- Àmplia gamma d'alimentació (2,7 V a 5,5 V)
- Converteix la temperatura en paraula digital en menys d’un segon
- Els paràmetres termostàtics es poden definir per l'usuari i no són volàtils
- Les dades es llegeixen o s’escriuen a través d’una interfície serial de 2 fils (línies d’E / S de drenatge obert)
- Les aplicacions inclouen controls termostàtics, sistemes industrials, productes de consum, termòmetres o qualsevol sistema sensible a la temperatura
- És un paquet DIP o SO de 8 pins
Descripció del pin
DS1621 Descripció del pin
- SDA: entrada / sortida de dades serials de 2 fils
- SCL - Rellotge sèrie de 2 fils
- GND - Terra
- TOUT: senyal de sortida del termòstat
- A0: entrada d’adreça del xip
- A1 - Entrada d’adreça de xip
- A2 - Entrada d’adreça de xip
- VDD: tensió d'alimentació
A la figura següent es mostra un diagrama funcional del DS1621.
Diagrama de blocs funcionals DS1621
El DS1621 proporciona lectures de temperatura de 9 bits, que indiquen la temperatura del dispositiu. El senyal de sortida del termòstat (TOUT) està actiu quan la temperatura del dispositiu supera la temperatura definida per l'usuari (TH).
La sortida es manté activa fins que la temperatura baixa per sota de la temperatura definida per l'usuari, permetent la histèresi necessària. Els paràmetres de temperatura definits per l'usuari s'emmagatzemen en memòria no volàtil, de manera que es poden programar parts abans d'inserir-les en un sistema.
Els paràmetres de temperatura i les lectures de temperatura es comuniquen a / des del DS1621 des del Microcontrolador mitjançant una senzilla interfície sèrie de 2 fils (I2C) .
Mesurament de la temperatura
El DS1621 mesura la temperatura mitjançant un sensor de temperatura basat en la bretxa de banda. Un delta-sigma convertidor analògic a digital (ADC) converteix la temperatura mesurada en un valor digital que es calibra en ° C o ° F.
La lectura de la temperatura es proporciona en una lectura de complement de 9 bits, dos, emetent l’ordre READ TEMPERATURE. Les dades es transmeten a través de la interfície sèrie de dos fils: primer MSB ( Interfície de comunicació sèrie I2C ).
Pantalla bàsica de set segments
Aquesta versió és una versió comuna d'ànode. Això significa que la pota positiva de cada LED està connectada a un punt comú que és el pin 3, Vcc en aquest cas. Cadascun Díode emissor de llum té una pota negativa que està connectada a un dels pins del dispositiu.
Pantalla LED de 7 segments
Perquè funcioni cal connectar el pin de 3 a 5 volts. A continuació, per fer que cada segment s’il·lumini, connecteu el passador de terra que portava a terra a través d’una resistència. També es pot utilitzar a través de qualsevol pin de port de microcontrolador en mode enfonsament per ex. Microcontrolador PORT 0 de la sèrie 8051.
Programari
Hem utilitzat el llenguatge ‘C’ per escriure el codi de l’aplicació i hem compilat mitjançant el compilador KEIL micro vision (IDE). Després de completar l’escriptura del programari, aquest codi es convertirà a codi hexadecimal per tal de conduir el microcontrolador. El codi hexadecimal generat es grava al microcontrolador mitjançant un programador adequat.
Diagrama esquemàtic Connexions del controlador de temperatura digital
Es necessita una font d'alimentació de 5v per fer funcionar el sistema, connectat als 40 pins del microcontrolador i GND està connectat als seus 20 pins. El pin 1.0 a 1.3 del port 1 està connectat als botons de pressió. Els pins 3.5 a 3.7 del microcontrolador estan connectats a 1, 2, 3 pins del sensor de temperatura DS1621 respectivament.
Diagrama esquemàtic del controlador de temperatura digital
El pin 0,0 a 0,6 del port 0 del microcontrolador està connectat a la pantalla de 7 segments. Els pins 2.0 a 2.3 del port 2 del microcontrolador estan connectats als transistors BC547 del port 2 del microcontrolador estan connectats al BC547 del transistor. El pin 2.4 està connectat a un altre transistor BC547 que impulsa el relé.
Treball
El projecte utilitza un sensor de temperatura digital DS1621 que està connectat al microcontrolador. La superfície d’aquest IC de 8 pins detecta la temperatura ambiental per lliurar dades digitals en sèrie al pin no 1, que es visualitza des del microcontrolador mitjançant 4 unitats de Pantalla d'ànode comú de 7 segments tots connectats en paral·lel al port ‘0’.
S’interfacen quatre interruptors de polsador amb microcontrolador amb resistències de tracció per ajudar a programar la temperatura configurada segons es desitgi. La sortida del microcontrolador al pin 25 acciona un transistor que al seu torn acciona un relé que engega o apaga l’escalfador per mantenir la temperatura.
El projecte, però, utilitza una làmpada al lloc de l’escalfador per demostrar-la. El llum s’encén normalment per apagar-se un cop s’assoleix la temperatura establerta.
Aplicacions del controlador de temperatura digital
A continuació es detallen alguns exemples d’aplicacions a les quals s’ha de prestar una atenció especial.
- L’ús a l’aire lliure s’utilitza amb possibles contaminacions químiques o interferències elèctriques
- Sistemes de control d’energia nuclear, sistemes de combustió, sistemes ferroviaris, sistemes d’aviació
- Equips mèdics, màquines d’atraccions, vehicles, equips de seguretat i instal·lacions subjectes a regulacions governamentals o industrials separades
- Sistemes, màquines i equips que poden presentar riscos per a la vida o la propietat
Per tant, es tracta d’un controlador de temperatura digital que utilitza un microcontrolador. Esperem que tingueu una millor comprensió d’aquest concepte.
A més, qualsevol consulta sobre aquest concepte o projectes basats en microcontroladors, si us plau, doneu els vostres comentaris comentant a la secció de comentaris següent. Aquí teniu una pregunta, quina és la funció de la pantalla de 7 segments?
