Терморегулятор на микроконтроллере своими руками

Терморегулятор на микроконтроллере PIC16F628 с датчиком температуры DS1820

Особенность конструкции: Индикация на ЖК — дисплей текущей температуры. Возможность управления нагревательным элементом или другим мощным внешним прибором. Возможность работы в режиме термостата.

Сердцем схемы является микроконтроллер PIC16F628, поддерживающий постоянный обмен информацией с цифровым термометром DS1820 по протоколу 1-Wire, а также обрабатывает и анализирует эти данные и выводит ее на ЖК дисплей. В качестве дисплея используется модуль 16х2 MT16S2H фирмы «МЭЛТ»

Блок питания можно собрать самостоятельно на стабилизированное напряжение на 5 вольт. Чтоб узнать как запрограммировать датчик температуры DS1820 кликните мышкой на картинку выше с надписью терморегулятор схемы

Терморегулятор на микроконтроллере PIC16f84 для теплого пола с датчиком температуры DS1621

Устройство работает по интерфейсу l2C. В момент подачи питания, микроконтроллер сначала инициализирует внутренние регистры температурного датчика, а затем проводит его настройку.

Как только инициализация заканчивается, микроконтроллер считывает из энергонезависимой памяти заданные уровни температуры. Затем терморегулятор осуществляет циклический опрос температурного датчика и выводит значение температуры на светодиодный индикатор. Для отображения десятых долей температуры, десятичная точка у индикатора HG2 соединена через сопротивление R14 на общий провод. В конце сравнения заданного и фактического значений температуры программа формирует низкий или высокий уровень сигнала на второй выход RА3 микроконтроллера PIC16f84. Это сигнал и является управляющим для включения терморегулятора.

Требуемую температуру в память микроконтроллера PIC16F84A можно вносить с шагом в пол градуса Цельсия. Выбор нужного значения температуры осуществляется тумблерами SB1 и SB2, а ее запись в энергонезависимую память осуществляется нажатием и удержанием более 1 секунды кнопки SB3.

Температурный датчик DS1621 располагаем в подходящего по диаметру трубки и вблизи с нагревательным кабелем теплых полов. Соединение датчика и терморегулятора осуществляем 4-х проводным кабелем длинной до двух метров. Прошивку к микроконтроллеру скачивайте по ссылке чуть выше, а о программирование PIC микроконтроллеров читаем тут.

Непосредственное подключение терморегулятора можно сделать практически через любую выше рассмотренную схему, а можно использовать вот такой вариант:

Оптическая развязка цепей между термостатом и нагревательными элементами теплых полов выполнена на оптосимисторе MOC3041.

Величину температурного гистерезиса можно задавать в интервале от 1 до 10 градусов. Температурный максимум, поддерживаемый регулятором, около 70 градусов. При первом включении схемы в энергонезависимую память МК записывается гистерезис включения и выключения термостата — 5 градусов и поддерживаемая температура -40 градусов. После подачи питания должны загореться все сегменты цифрового индикатора кроме точек. Для задания температуры используются кнопки SB1 и SB2. SB1 — уменьшение, SB2 — увеличение. Гистерезис задается этими же кнопками, но при нажатой SB3. Функциональность кнопок SB1 и SB2 в данном случае такая же. Если задать температуру в сорок градусов, а гистерезис десять, то при сорока градусах будут срабатывать термонагреватели, а при 40+10 = 50 они отключатся.

Номиналы сопротивлений резисторов R8,R9,R10 могут лежать в интервале от 4,7кОм до 10кОм. А вот номиналы сопротивлений R5 и R6 — критичны и должны быть такими, чтобы общий ток, идущий через HL2 и оптрон U1, был не выше 25 миллиампер. Можно вообще HL2 выкинуть из схемы, достаточно и лампы HL1, и тем самым снизить нагрузку на выходе МК.

Блок питания лучше взять трансформаторный. , т.к он более устойчив к сетевым помехам, которые иногда приводят к зависанию прошивки микроконтроллера. Напряжение на входе стабилизатора DA1 должно обеспечивать необходимый уровенб для питания микроконтроллера. Прошивку, рисунок печатной платы и более качественный вариант принципиальной схемы можно забрать по ссылке выше.

Основа схемы — уже знакомый микроконтроллер PIC16F628A. В роли датчика температуры применен DS18B20, способный правильно функционировать до +125 градусов. Показания установленной и реальной температуры индицируется четырехразрядным семисегментным светодиодным индикатором с общим анодом.

Задание нужной температуры осуществляется при помощи двух кнопок SB1 и SB2. Коммутация нагрузки происходит с помощью оптотиристоров ТО125-12,5-6. При помощи сопротивления R1 задается ток протекающий через светодиоды оптронов, номиналом около 50мА. Оптотиристоры необходимо разместить на радиаторах, согнутых из полоски алюминия площадью 100см 2 . В роли сетевого трансформатора можно использовать любой, обеспечивающий на выходе вторички напряжение 6В при токе нагрузки — от 100 мА. Прошивку к МК и чертеж печатной платы забираем по ссылке выше

Основой схемы является, уже знакомый нам микроконтроллер PIC16F628A. Применение ЖК дисплея позволило освободить несколько выводов МК, что существенно упростило согласование по времени считывания данных с датчика температуры и влажности и вывода результирующей информации на экран. В этой схеме используется универсальный датчик температуры и влажности DHT22.

Кроме того, конструкция состоит из девяти резисторов, оного конденсатора и пяти управляющих кнопок.

Максимальная температура, которую можно задать в термостате, 42 градуса. Минимальная — 25,7. Интервал изменения петли гистерезиса составляет от 0,1 до 0,9 градуса Цельсия. Влажность можно регулировать в диапазоне от 0,1% до 99,9%. При первом включении МК, в его энергонезависимую память будут сохранены следующие величины: температура — 37,5°C, гистерезис — 0,5°С, влажность — 50%. Далее, в память, будут внесены уже необходимые вам параметры. Скачать прошивку и более качественный вариант схемы можно по ссылке выше.

Источник: www.texnic.ru

ТЕРМОМОСТАТ НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ

ТЕРМОМОСТАТ НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ

Термостатирование — сравнение текущей температуры с пороговыми значениями и формирование соответствующих выходных сигналов. Особенность данного устройства в том, что управление всеми режимами осуществляется одной кнопкой. Учитывая возможную необходимость измерять температуру с точностью до десятых долей градуса, здесь так-же реализована эту возможность, совместив диапазон термометра от ?55°С до +125°С с трехразрядным семисегментным индикатором. Десятые доли градусов индицируются только в диапазоне ?10…+100°С, другие температуры отображаются уже без десятых долей. Имеется режим двухпорогового термостата, то есть работа с гистерезисом, с противофазными выходами, что позволяет использовать устройство для поддержания температуры от ?50°С до +99°С как путем управления нагревателем, так и охладителем. Схема термостата представляет собой не полностью завершенное устройство, а лишь его основу: источник питания и выходные каскады можно подключить любые.


Микроконтроллер типа Atiny26, датчик – DS18S20 (DS1820), его следует вынести на проводах в нужное место подальше от нагревающихся компонентов, способных исказить показания. Питание 5В можно получить от любого источника – на схеме показан стабилизатор типа 7805. Индикатор – трехразрядный 7-сегментный «динамический» (с общими анодами или катодами – все равно). В моем случае это был дисплей, который стоит в отечественных телефонах с АОН Русь. так что если есть нерабочий телефон, (да и рабочий тоже, для полезного дела не жалко!), то можно выковырять из него. Кнопка SB1 – любая. В прошивке реализована посегментная динамическая индикация, поэтому число токоограничительных резисторов сведено к трем, их сопротивление должно ограничивать ток через сегмент индикатора на уровне не более 30 мА.
Выходы out1 и out2 способны работать с током до 40 мА, поэтому оконечный каскад может быть любым – от маломощного пятивольтового реле до мощного транзисторного ключа. Эти выходы работают всегда в противофазе.
В устройстве имеется пять функциональных режимов:
— Индикация температуры.
— Индикация верхнего порога термостата.
— Индикация нижнего порога термостата.
— Коррекция верхнего порога.
— Коррекция нижнего порога.
Термостатирование ведется постоянно в любом из рассмотренных режимов. Переключение уровня при повышении температуры на выходах происходит, когда температура превышает верхний порог, а при понижении температуры – когда опускается ниже нижнего.
В первом режиме на индикаторе отображается текущая температура.
Во втором и третьем режимах отображаются соответствующие пороги термостата. Для порогов значения задаются только в целых градусах. Чтобы можно было отличить одно значение от другого, в первом разряде индикатора дополнительно подсвечиваются сегменты А или D соответственно для верхнего и нижнего порогов.

Переключение первой тройки режимов осуществляется кратковременным нажатием на кнопку, причем только режим 1 стабильный – остальные автоматически переходят к нему, если кнопка не нажимается более 2,5 секунд. Из режимов индикации порогов можно перейти к режимам изменения соответствующего порога, если нажать и удерживать кнопку более 2,5 секунд. Как только включается режим изменения значения порога, сразу начинает мерцать соответствующий сегмент А или D на первом индикаторе (признак коррекции порога), и одновременно, пока нажата кнопка, происходит быстрое изменение значения. Дождавшись, когда порог «проскочит» желаемое значение, нужно отпустить кнопку. После этого можно кратковременными нажатиями скорректировать значение в противоположном быстрому изменению направлении. Если при удержании кнопки происходит изменение не в том направлении – надо отпустить ее и снова нажать надолго.


Например, установлены пороги -5 и +15 градусов, нужно сделать их -2 и +2. Включаем режим коррекции верхнего порога, нажав и удерживая кнопку во втором режиме. Спустя 2,5 секунды значение начинает быстро меняться в сторону увеличения. Дождавшись, когда появится на индикаторе 15, отпускаем кнопку. Если на индикаторе появилось 16 – нажимаем кнопку кратко и значение уменьшается на 1, то есть становится 15, что и было нужно. Не трогаем кнопку 2,5 секунды – мерцание сегмента А прекращается – снова включен режим 2. Нажимаем кнопку кратко, включая тем самым режим 3. Теперь нажимаем кнопку надолго и ждем, пока включится режим коррекции нижнего порога. Как только замерцал сегмент D, значение начинает быстро уменьшаться – ждем, пока оно не достигнет значения -2 и отпускаем кнопку. Кратковременным нажатием кнопки возвращаем по одному проскоченному градусу… Далее – как и ранее: не трогаем кнопку 2,5 секунды, по и после выключения режима коррекции не трогаем кнопку – в момент автоматического включения режима 1 произойдет запоминание новых значений порогов.

Стоимость всего термометра с программатором выходит на сумму до 10 уе. самые дорогие элементы — это микросхема программатора, микроконтроллер и датчик температуры. Файл прошивки качаем на ФОРУМЕ .

Источник: elwo.ru

Терморегулятор на микроконтроллере своими руками

Терморегулятор на микроконтроллере PIC16F84 и датчике DS18B20.

Автор: Павлов Александр
Опубликовано 18.08.2010

Не смотря на огромное количество цифровых термометров и терморегуляторов, представленных на различных форумах, тема всегда остается актуальной, ввиду большого разброса пожеланий к такому изделию. Попытки сделать его универсальным увеличивают сложность схемы и естественно габариты всего устройства. В данной статье представлена попытка собрать более-менее универсальное, законченное устройство для применения в быту. Хотя первоначально это задумывалось, как отладочное и экспериментальное средство для изучения программирования, так как этот процесс должен подразумевать конкретную цель с конечным результатом, иначе будет не интересно, и все желания что-то изучить быстро остывают, не имея практического подтверждения и проверки. Выбор компонентов и микроконтроллера обусловлен их наличием и желанием хоть как-то применить, чтобы не валялось зря, вот и результат работы.
Область применения терморегулятора широка. Возможно его использовать для поддержания температуры в овощехранилище в зимнее время, как реле управления холодильником, и прочие варианты. Изготовление в отдельном корпусе G766 позволяет использовать его, как самостоятельное устройство, или в составе какой-либо системы управления. Терморегулятор состоит из двух плат, спаянных под прямым углом между собой, небольшого пластинчатого радиатора для симистора, внешнего датчика температуры, на 3-х метровом шнуре. Датчик использован один, в схеме с 3-х проводным включением и 12-и разрядным разрешением. Выход терморегулятора рассчитан на подключение нагрузки переменного тока 220В до 10A. (ток зависит от применяемого симистора и радиатора).

Источник: www.radiokot.ru

СХЕМА ТЕРМОРЕГУЛЯТОРА

Поводом для сборки этой схемы послужила поломка терморегулятора в электрическом духовом шкафу на кухне. Поискав в интернете, особого изобилия вариантов на микроконтроллерах не нашел, конечно есть кое-что, но все в основном рассчитаны на работу с термодатчиком типа DS18B20, а он очень ограничен в температурном диапазоне верхних значений и для духовки не подходит. Задача ставилась измерять температуры до 300°C, поэтому выбор пал на термопары К-типа. Анализ схемных решений привел к паре вариантов.

Схема терморегулятора — первый вариант

Термостат собраный по этой схеме имеет заявленный предел верхней границы 999°C. Вот что получилось после его сборки:

Испытания показали, что сам по себе термостат работает достаточно надежно, но не понравилось в данном варианте отсутствие гибкой памяти. Пошивка микроконтроллера для обеих вариантов — в архиве.

Схема терморегулятора — второй вариант

Немного поразмыслив пришел к выводу, что возможно сюда присоединить тот же контроллер, что и на паяльной станции, но с небольшой доработкой. В процессе эксплуатации паяльной станции были выявлены незначительные неудобства: необходимость перевода таймеров в 0, и иногда проскакивает помеха которая переводит станцию в режим SLEEP. Учитывая то, что женщинам ни к чему запоминать алгоритм перевода таймера в режим 0 или 1 была повторена схема той же станции, но только канал фен. А небольшие доработки привели к устойчивой и «помехонекапризной» работе терморегулятора в части управления. При прошивке AtMega8 следует обратить внимание на новые фьюзы. На следующем фото показана термопара К-типа, которую удобно монтировать в духовке.

Работа регулятора температуры на макетной плате понравилась — приступил к окончательной сборке на печатной плате.

Закончил сборку, работа тоже стабильная, показания в сравнении с лабораторным градусником отличаются порядка на 1,5°C, что в принципе отлично. На печатной плате при настройке стоит выводной резистор, пока что не нашел в наличии SMD такого номинала.

Светодиод моделирует ТЭНы духовки. Единственное замечание: необходимость создания надежной общей земли, что в свою очередь сказывается на конечный результат измерений. В схеме необходим именно многооборотный подстроечный резистор, а во-вторых обратите внимание на R16, его возможно тоже необходимо будет подобрать, в моём случае стоит номинал 18 кОм. Итак, вот что имеем:

В процессе экспериментов с последним терморегулятором появились ещё незначительные доработки, качественно влияющие на конечный результат, смотрим на фото с надписью 543 — это означает датчик отключен или обрыв.

И наконец переходим от экспериментов до готовой конструкции терморегулятора. Внедрил схему в электроплиту и пригласил авторитетную комиссию принимать работу 🙂 Единственное что жена забраковала — маленькие кнопки на управлении конвекцией, общее питание и обдув, но это решаемо со временем, а пока выглядит вот так.

Регулятор заданную температуру держит с точностью до 2-х градусов. Происходит это в момент нагрева, из-за инертности всей конструкции (ТЭНы остывают, внутренний каркас выравнивается температурно), в общем в работе схема мне очень понравилась, а потому рекомендуется для самостоятельного повторения. Автор — ГУБЕРНАТОР.

Источник: radioskot.ru

Термостат на PIC контроллере

Задумка
Появилось у меня помещение для станка. Там должна быть температура определённого уровня, при влаге и холоде на улице. Электрокамин и печи не по мне, много дров, топлива и большое энергопотребление, при не так уж и большой производительности тепла на выходе. Присмотрел и приобрёл тепловентилятор, промышленного образца, с минимумом пластиковых, горючих материалов:

Характеристики:
– Номинальное напряжение, частота сети, В/Гц __220 / 50;
– Потребляемая мощность, кВт ____ 1 / 2 кВт;
– Отдача тепла, м3/час _____200;

Управление
Тепловентилятор есть, теперь необходимо сделать умную систему управления и контроля. Поискав в интернете нашлась схема из журнала Р-К №11/2008г., – «Цифровой термостат». Конструкция оказалась простой, как по мне, с двухстрочным цифровым экранчиком. Ниже приведена схема, нарисованная в программе SPlan 7.0.

По характеристикам термостат способен задавать температуру от -25 до +75°С, при шаге 0,25°С. Так же можно задать в предустановках меню спад и нарастание температуры шагом по 0,1°С.

Работа с термостатом осуществляется с помощью кнопок. Кнопками «+» и «-» (S1 и S2) определяется значения температуры или спада (нарастания), кнопка «MODE» (S3) – режим установки.

Для того чтобы задать температуру поддержания, нажимаем кнопку S3 и удерживаем её пока на экране не засветится «SET TEMPERATURE».

Управление схемой происходит микроконтроллером PIC16F628. Тактовая частота организована кварцом ZQ1 с частотой резонанса – 4МГц.

Управление тепловентилятором происходит с симистором VS1 – BT136. Управление симистором осуществляется при помощи оптопары MOC3043. Силовую схему управления тепловентилятора я дополнил промежуточным реле. Катушка реле стала играть роль нагрузки симистора, а её контакты запараллелил и скомутировал в цепь питания тепловентилятора.

Схема оперативного питания выполнена на малогабаритном герметичном трансформаторе, у него сдвоенная вторичная обмотка, 9V-0-9V, на номинальный ток 100mA. Выпрямитель исполнен на на двух диодах VD1и VD2. Если трансформатор с одной понижающей обмоткой необходимо применить схему моста. Контроллер и дисплей запитан от +5V через стабилизатор напряжения А2 (7805).

Для отключения подсветки пин 16 экрана можно отключить, или как я поставил выключатель.
Печатная плата термостата, чисто моя разработка.

В файле термостат.lay есть несколько страниц.

Третья задача – корпус. Выбрал Z20. Ниже приведена технология подгонки корпуса и изготовления отверстий при помощи шаблонов.

Источник: usamodelkina.ru

Читать еще:  Верстак для фрезера своими руками чертежи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector