Un simple thermostat sur un microcontrôleur. Schéma, description

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Un simple thermostat sur un microcontrôleur. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / microcontrôleurs

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Le but du développement est d'assurer le coût minimum avec une précision de maintien de la température d'environ 0.1 deg. dans la plage de 1 à 20 degrés. Le boîtier est scellé et un minimum de contrôles. La présence d'un capteur de surchauffe du compresseur supplémentaire et l'arrêt d'urgence de l'unité.

Avec la précision spécifiée, la version classique avec capteurs numériques de DALLAS ne pouvait pas être utilisée. Le document AN512 "Implementing Ohmeter/Temperature Sensor" du site web de MICROCHIP a été pris comme base. L'élément de mesure a été sélectionné dans le catalogue FARNELL farnell.com Dans ce cas, des thermistances à coefficient de température négatif (thermistances NTC) de "Philips" avec le marquage 2322-640-54104 ayant une résistance de 100 KΩ à une température de 25 degrés ont été utilisées. C, passives.comp.philips.com. Les thermistances fonctionnent de manière fiable dans la plage de -40 deg. C à +125 degrés. C et offrent une précision de 2 %. Le microcontrôleur a été choisi comme fonctionnellement redondant en vue du développement ultérieur de l'appareil. Pour mesurer la résistance, on utilise le module Capture du microcontrôleur, qui est capable de stocker la valeur d'un compteur 16 bits au moment où un signal externe est reçu. Cela permet au matériel d'implémenter la mesure par la méthode d'intégration.

La mesure de la résistance des thermistances comprend les étapes suivantes.

1. La décharge du condensateur C1 à travers la résistance R2 en appliquant un zéro logique à la sortie RC2 DD1.
2. Transférer RC0, RC1 à un état à haute impédance, en appliquant log.1 à RA5. RC2 est programmé comme entrée du module Capture, le compteur interne est démarré.
3. La tension sur le condensateur augmente progressivement et, lorsque son niveau dépasse la limite d'environ 3 V, le module Capture se déclenche, le contenu du compteur est mémorisé.
4. Répétez les points 1..3, mais le journal. 1 est appliqué à RC0 .(charge via capteur de température)
5. Répétez les points 1..3, mais le journal. 1 est alimenté à RC1. (charge via le capteur de surchauffe)

Étant donné que le rapport de la durée de la charge du condensateur à un niveau donné est égal au rapport des résistances à travers lesquelles il a été chargé, ayant alors une valeur connue de la résistance de la résistance R1, il est facile de calculer la résistance des thermistances RT1 et RT2. La caractéristique de température des thermistances est non linéaire et n'est décrite qu'approximativement par la fonction R \u4190d A * exp (B / T), où R est la résistance, T est la température (deg. K), B est la constante indiquée dans la documentation technique (pour les thermistances utilisées c'est 25), A est la constante déterminée en fonction de la valeur de B, et considérant que R à 100 deg. C = 64 Kom. Pour convertir la résistance en température, le programme utilise une table construite sur XNUMX points avec interpolation linéaire par intervalles.

Les circuits de commande externes de l'appareil ne sont pas détaillés car il existe de nombreuses solutions standards et restent au choix du développeur. Le schéma de la première option est présenté ci-dessous.

Un simple thermostat sur un microcontrôleur. Circuit des thermostats
Fig. 1. Circuit des thermostats

Malgré la simplicité suspecte, l'appareil, à l'aide d'une moyenne répétée, affiche de manière assez stable trois signes de température.

Les caractéristiques sont les suivantes :

La valeur des températures de fonctionnement est de +3.5, +5.5, +7.5, +13, +22 ° С.
Hystérésis de contrôle + 0.5 ° С
Surchauffe admissible +70 ° С
Le bouton 1 définit la plage (défilement du cycle). Le bouton 2 signale une surchauffe et réinitialise la protection déclenchée. La caractéristique essentielle est l'inertie importante due aux multiples procédures de moyennage.

Schéma au format ACCEL EDA.

Texte source du programme. Pour le compilateur MPASM v02.20.

Programme de génération de données tabulaires pour les thermistances au format MathCad Plus 5.0

Fichier d'entrée pour la génération de table Selon la fiche technique de la thermistance 2322-640-54104.

Les résultats des mesures de test sous la forme de plusieurs échantillons de 1000 comptes. lectures de la minuterie. Format Excel 97.

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Publication : cxem.net

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