مراقبة درجة الحرارة الرقمية Digital temperature control
دائرة التحكم في درجة الحرارة الرقمية هي وحدة تحكم دقيقة في درجة الحرارة للتطبيقات الطبية والصناعية والمنزلية. هذا النظام أفضل من النظام التناظري / الثرموستات مع دقة رديئة. على سبيل المثال ، يمكن استخدامه للتحكم في درجة حرارة حاضنة حيث يكون الحفاظ على درجة حرارة دقيقة أمرًا مهمًا للغاية.
نظام التحكم في درجة الحرارة الرقمي
يوفر نظام التحكم في درجة الحرارة الرقمي المقترح معلومات درجة الحرارة على الشاشة ، وعندما تتجاوز درجة الحرارة نقطة التحديد ، يتم إيقاف تشغيل الحمل (أي السخان). في هذا المشروع ، يتم توفير المصباح كحمل لغرض العرض. يوجد أدناه رسم تخطيطي لنظام رقمي للتحكم في درجة الحرارة.
يستخدم نظام التحكم في درجة الحرارة الرقمي المقترح متحكمًا دقيقًا من عائلة 8051 ، وهو قلب التطبيق. تتكون وحدة العرض من شاشة عرض من أربعة إلى سبعة أجزاء ، ومستشعر درجة الحرارة ومتصل بمتحكم دقيق.
يتم توصيل مستشعر درجة الحرارة الرقمي بالمتحكم الدقيق لاستشعار ظروف درجة الحرارة. يوفر هذا النظام أيضًا أربعة مفاتيح ضغط لضبط إعدادات درجة الحرارة.
ثم يقوم المتحكم الدقيق باستقصاء معلومات درجة الحرارة بشكل مستمر من خلال مستشعر درجة الحرارة الرقمية ويعرض على وحدة العرض المكونة من 7 أجزاء ويقوم بإيقاف تشغيل المصباح تلقائيًا ، عندما تتجاوز درجة الحرارة المقابلة نقطة التحديد.
متطلبات الأجهزة
محول (12-230 فولت تيار متردد)
منظم الجهد (LM 7805)
المتوسط
منقي
متحكم (at89s52 / at89c51)
جهاز استشعار درجة الحرارة DS1621
الأزرار الانضغاطية
إظهار 7 قطع
BC547
المقاومات
المكثفات
1N4007
دوران
متحكم (AT89S52)
Atmel AT89S52 هو متحكم دقيق قائم على 8051 يوفر حلاً مرنًا للغاية وفعال من حيث التكلفة للعديد من تطبيقات التحكم المضمنة.
يوفر AT89S52 الميزات القياسية التالية:
8 كيلوبايت فلاش
256 بايت من ذاكرة الوصول العشوائي
32 I / O خطوط
جهاز ضبط الوقت
مؤشر البيانات
ثلاثة عدادات 16 بت
هندسة مقاطعة من مستويين من ستة ناقلات
منفذ تسلسلي ثنائي الاتجاه
مذبذب على الرقاقة ، دارة على مدار الساعة
يظهر مخطط دبوس أدناه.
8051 متحكم
8051 متحكم
جهاز استشعار درجة الحرارة DS1621
المستشعر عبارة عن جهاز يستقبل إشارة أو حافزًا ويستجيب لها. يستطيع المستشعر فقط تحويل الإشارة المستلمة إلى شكل كهربائي.
يوفر مستشعر درجة الحرارة DS 1621 الميزات القياسية التالية:
القياسات لا تتطلب مكونات خارجية
يقيس درجات الحرارة من -55 درجة مئوية إلى + 125 درجة مئوية بزيادات 0.5 درجة مئوية (67 درجة فهرنهايت إلى 257 درجة فهرنهايت بزيادات 0.9 درجة فهرنهايت)
تتم قراءة درجة الحرارة كقيمة 9 بت (نقل 2 بايت)
نطاق إمداد الطاقة الواسع (2.7 فولت إلى 5.5 فولت)
يحول درجة الحرارة إلى كلمة رقمية في أقل من ثانية واحدة
الإعدادات الثرموستاتية قابلة للتحديد من قبل المستخدم وغير متقلبة
تتم قراءة البيانات من / كتابتها عبر واجهة تسلسلية ثنائية الأسلاك (استنزاف فتح خطوط الإدخال / الإخراج)
تشمل التطبيقات أجهزة التحكم في درجة الحرارة أو الأنظمة الصناعية أو المنتجات الاستهلاكية أو موازين الحرارة أو أي نظام حساس لدرجة الحرارة
إنها حزمة DIP أو SO ذات 8 سنون
الوصف Pin
DS1621 وصف الدبوس
DS1621 وصف الدبوس
SDA - إدخال / إخراج البيانات التسلسلية بسلكين
SCL - الساعة التسلسلية السلكية
GND - الأرض
TOUT - إشارة خرج ترموستات
A0 - إدخال عنوان الشريحة
A1 - أدخل عنوان الشريحة
A2 - إدخال عنوان الشريحة
VDD - جهد إمداد الطاقة
يظهر الرسم التخطيطي الوظيفي لـ DS1621 في الشكل أدناه.
يوفر DS1621 قراءة درجة حرارة 9 بت ، مما يشير إلى درجة حرارة الجهاز. تنشط إشارة خرج منظم الحرارة (TOUT) عندما تتجاوز درجة حرارة الجهاز درجة حرارة يحددها المستخدم (TH).
يظل الإخراج نشطًا حتى تنخفض درجة الحرارة عن درجة حرارة يحددها المستخدم TL ، مما يسمح بأي تباطؤ ضروري. يتم تخزين إعدادات درجة الحرارة التي يحددها المستخدم في ذاكرة غير متطايرة بحيث يمكن برمجة الأجزاء قبل إدخالها في النظام.
يتم إرسال إعدادات درجة الحرارة وقراءات درجة الحرارة إلى / من DS1621 من وحدة التحكم الدقيقة عبر واجهة تسلسلية بسيطة ثنائية الأسلاك (I2C).
قياس الحرارة
يقيس DS1621 درجة الحرارة باستخدام مستشعر درجة الحرارة ذو فجوة الحزمة. يحول Delta Sigma Analog to Digital Converter (ADC) درجة الحرارة المقاسة إلى قيمة رقمية تمت معايرتها بالدرجة المئوية أو فهرنهايت.
يتم توفير قراءة درجة الحرارة في قراءة تكميلية من 9 بتات ، اثنتان عن طريق إصدار أمر قراءة درجة الحرارة. يتم إرسال البيانات من خلال الواجهة التسلسلية ثنائية الأسلاك - MSB أولاً (I2C Serial Communication Interface).
اعرض الأجزاء السبعة الأساسية
هذا الإصدار هو نسخة شائعة من الأنود. هذا يعني أن الجزء الموجب من كل LED متصل بنقطة مشتركة وهي الدبوس 3 ، Vcc في هذه الحالة. يحتوي كل مصباح LED على ساق سالبة متصلة بأحد دبابيس الجهاز.
شاشة LED ذات 7 مقاطع
لكي تعمل ، تحتاج إلى توصيل دبوس 3 إلى 5 فولت. ثم لجعل يضيء كل جزء ، قم بتوصيل دبوس الأرض الذي أدى إلى الأرض من خلال المقاوم. يمكن استخدامه أيضًا من خلال أي منفذ متحكم في موضع غرق على سبيل المثال. PORT 0 في 8051 سلسلة متحكم.
برمجة
استخدمنا لغة C لكتابة كود التطبيق وقمنا بتجميعه باستخدام مترجم KEIL micro Vision (IDE). بعد الانتهاء من كتابة البرنامج ، سيتم تحويل هذا الرمز إلى رمز سداسي عشري من أجل تشغيل وحدة التحكم الدقيقة. يتم حرق الكود السداسي الذي تم إنشاؤه في وحدة التحكم الدقيقة باستخدام مبرمج مناسب.
مطلوب مصدر طاقة 5 فولت لتشغيل النظام ، متصلاً بـ 40 دبوسًا من المتحكم الدقيق و GND متصل بـ 20 دبوسًا. يتم توصيل Pin 1.0 إلى 1.3 من المنفذ 1 إلى أزرار الدفع. تتصل الدبابيس 3.5 إلى 3.7 من المتحكم الدقيق بـ 1 ، 2 ، 3 من مستشعر درجة الحرارة DS1621 على التوالي.
يتم توصيل Pin 0.0 إلى 0.6 من المنفذ 0 الخاص بالمتحكم الدقيق بشاشة عرض من 7 مقاطع. يتم توصيل دبوس 2.0 إلى 2.3 من المنفذ 2 من المتحكم الدقيق بالترانزستورات. يتم توصيل Pin 2.4 بترانزستور آخر BC547 يقود التتابع.
يستخدم المشروع مستشعر درجة حرارة رقمي DS1621 متصل بمتحكم دقيق. يستشعر سطح IC المكون من 8 سنون درجة الحرارة المحيطة لتقديم البيانات الرقمية بالتسلسل عند الطرف 1 ، والتي يتم عرضها من المتحكم الدقيق بواسطة 4 وحدات عرض أنود مشتركة من 7 مقاطع متصلة جميعها بالتوازي مع المنفذ "0".
يتم توصيل أربعة مفاتيح زر ضغط بالمتحكم الدقيق بمقاومات سحب للمساعدة في برمجة درجة الحرارة الدقيقة حسب الرغبة. يعمل الإخراج من المتحكم الدقيق عند الطرف 25 على تشغيل الترانزستور والذي بدوره يقوم بتشغيل المرحل الذي يقوم بتشغيل أو إيقاف تشغيل السخان للحفاظ على درجة الحرارة.
ومع ذلك ، يستخدم المشروع مصباحًا بدلاً من سخان لأغراض توضيحية. سيضيء المصباح بشكل طبيعي ليتم إطفاءه بمجرد الوصول إلى درجة الحرارة المحددة.
تطبيقات التحكم في درجة الحرارة الرقمية
فيما يلي بعض الأمثلة على التطبيقات التي يجب أن توليها اهتمامًا خاصًا.
الاستخدامات الخارجية التي تنطوي على تلوث كيميائي محتمل أو تداخل كهربائي
أنظمة التحكم في الطاقة النووية وأنظمة الاحتراق وأنظمة السكك الحديدية وأنظمة الطيران
تعليقات
إرسال تعليق