Как сделать простой терморегулятор


Cхема в формате ACCEL EDA 14. (архив ZIP) Заголовочный файл программы.
Исходный текст программы. Для компилятора MPASM v02.20
Программа генерации табличных данных для терморезисторов в формате MathCad Plus 5.0
Входной файл для генерации таблиц   По техническому описанию термистора 2322-640-54104
Результаты тестовых измерений в виде нескольких выборок по 1000 отсч. показаний измерительного таймера. Формат Excel 97. (архив ZIP)

Цель разработки - обеспечить минимальную стоимость при точности поддержания температуры около 0.1 град. в диапазоне от 1 до 20 град.  Корпус герметичный и минимум элементов управления. Присутствие дополнительного датчика перегрева компрессора и аварийное отключение установки. (Технические характеристики были обусловлены спецификой заказа)
При указанной точности класический вариант с цифровыми датчиками от DALLAS не мог быть использован. За основу был взят документ AN512 “Implementing Ohmeter/Temperature Sensor” с сайта фирмы MICROCHIP. Измерительный элемент был выбран по каталогу  FARNELL . В данном случае были применены термисторы с отрицательным температурным коэффицентом ( NTC Thermistors ) фирмы “Philips” с маркировкой 2322-640-54104 имеющие сопротивление 100 Ком при температуре 25 град. С. . Термисторы надежно работают в диапазоне от –40 град. С до +125 град. С и обеспечивают точность 2%.

Микроконтроллер был выбран  функционально избыточный имея ввиду дальнейшее развитие прибора. Для измерения сопротивления используется Capture-модуль микроконтроллера способный запоминать значение 16-и разрядного счетчика в момент поступления внешнего сигнала. Это позволяет аппаратно реализовать измерение методом интегрирования.

Измерение сопротивления терморезисторов состоит из следующих этапов.

  • Разряд конденсатора C1 через резистор R2 подачей логического нуля на вывод RC2 DD1.

  • Перевод RC0,RC1 в высокоимпедансное состояние, подача лог.1 на RA5.   RC2 программируется как вход Capture-модуля, запускается внутренний счетчик.

  • Напряжение на конденсаторе плавно возрастает и, когда его уровень превысит границу приблизительно 3 В , происходит срабатывание Capture-модуля, запоминается содержимое счетчика.

  • Повтор пунктов 1..3 , но лог. 1 подается на RC0 .(заряд через датчик температуры)

  • Повтор пунктов 1..3 , но лог. 1 подается на RC1 .(заряд через датчик перегрева)

  • Поскольку отношение длительностей заряда конденсатора до заданного уровня равно отношению сопротивлений через которые он заряжался, то имея известной величину сопротивления резистора R1 нетрудно вычислить и сопротивление терморезисторов RT1 и RT2.
    Температерная характеристика термисторов является нелинейной и лишь приближенно описывается функцией R=A*exp(B/T), где R-сопротивление , T-температура (град. K), B-константа указываемая в технической документации ( для примененных термисторов равна 4190 ) , A – константа определяемая на основании значения B, и учитывая что R при 25 град. C = 100 Ком. Для преобразования сопротивления в температуру в программе используется таблица построенная по 64 точкам с линейной интерполяцией в интервалах.

    Внешние управляющие цепи прибора не детализируются поскольку существует масса стандартных решений и остаются на выбор разработчика.

    Схема первого варианта приведена ниже. Несмотря на подозрительную простоту прибор с помощью многократного усреднения достаточно стабильно показывает три знака температуры. Характеристики следующие:

    • Значение рабочих температур +3.5, +5.5, +7.5, +13, +22 ° С.
    • Гистерезис регулирования ± 0.5 ° С
    • Допустимый перегрев +70 ° С

    Кнопка 1 устанавливает диаппазон (циклическая прокрутка ). Кнопка 2 показ перегрева и сброс сработавшей защиты.
    Существенная особенность в значительной инерционности вследствии многократных процедер усреднения.

    Автор проекта: Александр Елисеев (E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript )



    Как сделать простой терморегулятор






    Рекомендуемый контент




    Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.