Ein digitaler Temperaturreglerschaltung ist ein präziser Temperaturregler für medizinische, industrielle und private Anwendungen. Dieses System ist besser als ein Analog- / Thermostatsystem mit geringer Genauigkeit. Zum Beispiel kann es zur Temperaturregelung eines Inkubators verwendet werden, bei dem die Aufrechterhaltung einer genauen Temperatur sehr wichtig ist.

Digitales Temperaturregelsystem

Blockdiagramm des digitalen Temperaturreglers Beschreibung

Dieses vorgeschlagene digitale Temperaturreglersystem liefert die Temperaturinformationen auf einer Anzeige, und wenn die Temperatur den Sollwert überschreitet, schaltet sich die Last (d. H. Die Heizung) aus. In diesem Projekt wird zu Demonstrationszwecken eine Lampe als Last bereitgestellt. Das Blockdiagramm des digitalen Temperaturregelungssystems ist unten angegeben.

Blockdiagramm des digitalen Temperaturreglers

Das vorgeschlagene digitale Temperaturreglersystem verwendet einen Mikrocontroller der 8051-Familie, der das Herzstück der Anwendung darstellt. Die Anzeigeeinheit besteht aus vier Sieben-Segment-Anzeige , Temperatursensor und sind mit dem Mikrocontroller verbunden.

Der digitale Temperatursensor ist mit dem Mikrocontroller verbunden, um die Temperaturbedingungen zu erfassen. Dieses System bietet außerdem vier Drucktastenschalter zum Anpassen der Temperatureinstellungen.

Anschließend fragt der Mikrocontroller die Temperaturinformationen kontinuierlich über einen digitalen Temperatursensor ab und zeigt sie über der 7-Segment-Anzeigeeinheit an und schaltet die Lampe automatisch aus, wenn die entsprechende Temperatur den Sollwert überschreitet.

Hardware-Anforderungen

Transformator (230 - 12 V Wechselstrom)
Spannungsregler (LM 7805)
Gleichrichter
Filter
Mikrocontroller (at89s52 / at89c51)
DS1621 Temperatursensor
Drück Knöpfe
7-Segment-Anzeige
BC547
Widerstände
Kondensatoren
1N4007
Relais

Mikrocontroller (AT89S52)

Der Atmel AT89S52 ist ein 8051-basierter leistungsstarker Mikrocontroller, der eine hochflexible und kostengünstige Lösung für viele eingebettete Steuerungsanwendungen bietet.

Der AT89S52 bietet die folgenden Standardfunktionen:

8 KB Flash
256 Bytes RAM
32 E / A-Leitungen
Watchdog-Timer
Zwei Datenzeiger
Drei 16-Bit-Timer / Zähler
Eine zweistufige Interrupt-Architektur mit sechs Vektoren
Eine serielle Vollduplex-Schnittstelle
On-Chip-Oszillator und Taktschaltung

Das Pin-Diagramm ist unten angegeben.

8051 Mikrocontroller

Temperatursensor - DS1621

Ein Sensor ist ein Gerät, das ein Signal oder einen Reiz empfängt und darauf reagiert. Ein Sensor kann das empfangene Signal nur in elektrische Form umwandeln.

Das Temperatursensor - DS 1621 bietet die folgenden Standardfunktionen:

Messungen erfordern keine externen Komponenten
Misst Temperaturen von -55 ° C bis + 125 ° C in Schritten von 0,5 ° C (67 ° F bis 257 ° F in Schritten von 0,9 ° F)
Die Temperatur wird als 9-Bit-Wert gelesen (2-Byte-Übertragung).
Breiter Versorgungsbereich (2,7 V bis 5,5 V)
Wandelt die Temperatur in weniger als 1 Sekunde in ein digitales Wort um
Die Thermostateinstellungen sind benutzerdefinierbar und nichtflüchtig
Daten werden über eine serielle 2-Draht-Schnittstelle (offene Drain-E / A-Leitungen) gelesen / geschrieben.
Zu den Anwendungen gehören Thermostatsteuerungen, industrielle Systeme, Verbraucherprodukte, Thermometer oder jedes wärmeempfindliche System
Es ist ein 8-poliges DIP- oder SO-Gehäuse

Pin Beschreibung

DS1621 Pin Beschreibung

“Flyback-Transformator wie es funktioniert ”

SDA - 2-Draht Serial Data Input / Output
SCL - 2-Draht-Serienuhr
GND - Boden
TOUT - Thermostat-Ausgangssignal
A0 - Eingabe der Chipadresse
A1 - Eingabe der Chipadresse
A2 - Eingabe der Chipadresse
VDD - Versorgungsspannung

Ein Funktionsdiagramm des DS1621 ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

DS1621 Funktionsblockdiagramm

Der DS1621 bietet 9-Bit-Temperaturmesswerte, die die Temperatur des Geräts anzeigen. Das Thermostatausgangssignal (TOUT) ist aktiv, wenn die Temperatur des Geräts eine benutzerdefinierte Temperatur (TH) überschreitet.

Der Ausgang bleibt aktiv, bis die Temperatur unter eine benutzerdefinierte Temperatur TL fällt, wodurch die erforderliche Hysterese berücksichtigt wird. Benutzerdefinierte Temperatureinstellungen werden im nichtflüchtigen Speicher gespeichert, sodass Teile vor dem Einsetzen in ein System programmiert werden können.

Die Temperatureinstellungen und Temperaturwerte werden alle vom / an den DS1621 übermittelt Mikrocontroller über eine einfache serielle 2-Draht-Schnittstelle (I2C) .

Temperatur messen

Der DS1621 misst die Temperatur mithilfe eines Temperatursensors auf Bandlückenbasis. Ein Delta-Sigma Analog-Digital-Wandler (ADC) wandelt die gemessene Temperatur in einen digitalen Wert um, der in ° C oder ° F kalibriert ist.

Der Temperaturmesswert wird in einem 9-Bit-Zweierkomplement-Messwert bereitgestellt, indem der Befehl READ TEMPERATURE ausgegeben wird. Die Daten werden zuerst über die serielle 2-Draht-Schnittstelle MSB übertragen ( I2C Serielle Kommunikationsschnittstelle ).

“HF-Sender und -Empfänger Schaltplan pdf ”

Grundlegende Sieben-Segment-Anzeige

Diese Version ist eine übliche Anodenversion. Dies bedeutet, dass der positive Zweig jeder LED mit einem gemeinsamen Punkt verbunden ist, der in diesem Fall Pin 3, Vcc, ist. Jeder Leuchtdiode hat ein negatives Bein, das mit einem der Stifte des Geräts verbunden ist.

7-Segment-LED-Anzeige

Damit es funktioniert, müssen Sie Pin 3 bis 5 Volt anschließen. Um dann jedes Segment zum Leuchten zu bringen, verbinden Sie den Erdungsstift, der über einen Widerstand mit Masse verbunden ist. Es kann beispielsweise auch über einen beliebigen Microcontroller-Port-Pin im Sinkmodus verwendet werden. PORT 0 in Mikrocontroller der Serie 8051.

Software

Wir haben die Sprache 'C' verwendet, um den Anwendungscode zu schreiben, und mit dem KEIL Micro Vision (IDE) -Compiler kompiliert. Nach Abschluss des Software-Schreibens wird dieser Code in hexadezimalen Code konvertiert, um den Mikrocontroller anzutreiben. Der generierte Hex-Code wird mit einem geeigneten Programmierer in den Mikrocontroller eingebrannt.

Schematische Darstellung der Anschlüsse des digitalen Temperaturreglers

Für den Betrieb des Systems ist eine Stromversorgung von 5 V erforderlich, die an den 40-poligen Mikrocontroller angeschlossen ist. GND ist an den 20-poligen angeschlossen. Pin 1.0 bis 1.3 von Port 1 ist mit den Drucktasten verbunden. Die Pins 3.5 bis 3.7 des Mikrocontrollers sind mit 1, 2, 3 Pins des Temperatursensors DS1621 verbunden.

Schematische Darstellung des digitalen Temperaturreglers

Pin 0.0 bis 0.6 von Port 0 des Mikrocontrollers ist mit der 7-Segment-Anzeige verbunden. Pin 2.0 bis 2.3 von Port 2 des Mikrocontrollers sind mit den Transistoren BC547 verbunden. Port 2 des Mikrocontrollers ist mit dem BC547 des Transistors verbunden. Pin 2.4 ist mit einem anderen Transistor BC547 verbunden, der das Relais ansteuert.

Arbeiten

Das Projekt verwendet einen digitalen Temperatursensor DS1621, der an den Mikrocontroller angeschlossen ist. Die Oberfläche dieses 8-poligen IC erfasst die Umgebungstemperatur, um digitale Daten seriell an Pin Nr. 1 zu liefern, der vom Mikrocontroller mit 4 Einheiten angezeigt wird 7-Segment-Common-Anode-Anzeige alle parallel mit Port '0' verbunden.

Vier Druckschalter sind mit Pull-up-Widerständen an den Mikrocontroller angeschlossen, um die eingestellte Temperatur wie gewünscht zu programmieren. Der Ausgang des Mikrocontrollers an Pin 25 steuert einen Transistor an, der wiederum ein Relais ansteuert, das die Heizung zur Aufrechterhaltung der Temperatur ein- oder ausschaltet.

Das Projekt verwendet jedoch zu Demonstrationszwecken eine Lampe anstelle der Heizung. Die Lampe ist normalerweise eingeschaltet, um ausgeschaltet zu werden, sobald die eingestellte Temperatur erreicht ist.

Anwendungen des digitalen Temperaturreglers

Im Folgenden sind einige Beispiele für Anwendungen aufgeführt, denen besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden muss.

Verwendung im Freien mit potenzieller chemischer Kontamination oder elektrischen Störungen
Kernenergiesteuerungssysteme, Verbrennungssysteme, Eisenbahnsysteme, Luftfahrtsysteme
Medizinische Geräte, Vergnügungsautomaten, Fahrzeuge, Sicherheitsausrüstung und Anlagen unterliegen gesonderten Branchen- oder behördlichen Vorschriften
Systeme, Maschinen und Geräte, die eine Gefahr für Leben oder Eigentum darstellen können

Hier dreht sich alles um den digitalen Temperaturregler mit einem Mikrocontroller. Wir hoffen, dass Sie dieses Konzept besser verstehen.

Bei Fragen zu diesem Konzept oder zu Projekten, die auf Mikrocontrollern basieren, geben Sie bitte Ihr Feedback, indem Sie dies im Kommentarbereich unten kommentieren. Hier ist eine Frage für Sie, welche Funktion hat die 7-Segment-Anzeige?