Meranie teploty termočlánkom a mikrokontrolérom AVR. Regulátor vysokej teploty na termočlánku typu K
PIC16F676 Aplikácia, spájkovacia stanica, riadenie vysokoteplotných procesov atď. s funkciou regulácie vykurovacieho telesa PID
Rozhodol som sa vložiť do svojho laminátora teplomer, teplomer na termočlánku typu K. Aby to bolo pre mňa informatívnejšie, myslím si, že hobby rádioamatér nemôže byť spokojný, keď na takomto zariadení svietia len dve LED diódy “POWER” a “READY”. Pre svoje detaily chovám šatku. Len pre prípad, s možnosťou znížiť ho na polovicu (to je určitá všestrannosť). Okamžite s miestom pre silovú časť na tyristore, ale kým túto časť nepoužijem, bude to môj obvod na spájkovačku (keď prídem na to, ako pripevniť termočlánok na bodnutie)
V laminátore je málo miesta (mechanizmy sú umiestnené veľmi natesno, rozumiete Číne), používam malý sedemsegmentový indikátor, ale to nie je všetko, nezmestí sa ani celá doska, tu univerzálnosť dosky prišiel vhod, rozrezal som ho na dve časti (ak použijete konektor, horná časť sa hodí k mnohým vývojom na snímačoch od ur5kby.)
Nastavil som to, najprv to urobím, ako sa hovorí vo fóre, nespájkujem termočlánok, nastavím ho na 400 (hoci ak je tento parameter v pamäti, táto položka zmizne)
Takýto regulátor teoreticky funguje až do 999 ° C, ale doma je nepravdepodobné, že by sa takáto teplota našla, nanajvýš je to otvorený oheň, ale tento zdroj tepla má silnú nelinearitu a citlivosť na vonkajšie podmienky.
tu je príklad tabuľky. 
a tiež kvôli prehľadnosti 
Takže výber je malý pri výbere zdroja pre nastavenie hodnôt regulátora.
už sa nehrá s gombíkmi, všetko sa dá zbierať,
Použil som termočlánok z čínskeho testera. A príspevok vo fóre mi naznačil, že tento termočlánok sa dá znásobiť, jeho dĺžka je takmer pol metra, odrezal som 2 cm.
Vyrábam transformátor skrútením s uhlím, guľa sa ukáže a na dva konce presne tak, pozdĺž medeného drôtu, aby som dobre spájkoval drôty.
Rozhodol som sa vložiť do svojho laminátora teplomer, teplomer na termočlánku typu K. Aby to bolo pre mňa informatívnejšie, myslím si, že hobby rádioamatér nemôže byť spokojný, keď na takomto zariadení svietia len dve LED diódy “POWER” a “READY”. Pre svoje detaily chovám šatku. Len pre prípad, s možnosťou znížiť ho na polovicu (to je určitá všestrannosť). Okamžite s miestom pre silovú časť na tyristore, ale kým túto časť nepoužijem, bude to môj obvod na spájkovačku (keď prídem na to, ako pripevniť termočlánok na bodnutie)
V laminátore je málo miesta (mechanizmy sú umiestnené veľmi natesno, rozumiete Číne), používam malý sedemsegmentový indikátor, ale to nie je všetko, nezmestí sa ani celá doska, tu univerzálnosť dosky prišiel vhod, rozrezal som ho na dve časti (ak použijete konektor, horná časť sa hodí k mnohým vývojom na snímačoch od ur5kby.)
Nastavil som to, najprv to urobím, ako sa hovorí vo fóre, nespájkujem termočlánok, nastavím ho na 400 (hoci ak je tento parameter v pamäti, táto položka zmizne)
Takýto regulátor teoreticky funguje až do 999 ° C, ale doma je nepravdepodobné, že by sa takáto teplota našla, nanajvýš je to otvorený oheň, ale tento zdroj tepla má silnú nelinearitu a citlivosť na vonkajšie podmienky.
tu je príklad tabuľky.
a tiež kvôli prehľadnosti
Takže výber je malý pri výbere zdroja pre nastavenie hodnôt regulátora.
už sa nehrá s gombíkmi, všetko sa dá zbierať,
Použil som termočlánok z čínskeho testera. A príspevok vo fóre mi naznačil, že tento termočlánok sa dá znásobiť, jeho dĺžka je takmer pol metra, odrezal som 2 cm.
Vyrobím transformátor krútením s uhlím, guľa sa ukáže a na dva konce presne takto, pozdĺž medeného drôtu, pre dobré spájkovanie s mojimi drôtmi
Teplomer na mikrokontroléri PIC16F628A a DS18B20 (DS18S20) je článok s podrobným popisom obvodu pamäťového teplomera a navyše je logickým pokračovaním článku, ktorý som predtým publikoval na stránke Yandex pichobbi.narod.ru. Tento teplomer sa celkom osvedčil a bolo rozhodnuté ho trochu zmodernizovať. V tomto článku vám poviem, aké zmeny boli vykonané v schéme a pracovnom programe, popíšem nové funkcie. Článok bude užitočný pre začiatočníkov. Neskôr som prerobil aktuálnu verziu teplomera v .
Teplomer na mikrokontroléri PIC16F628A a DS18B20 (DS18S20) môže:
- meranie a zobrazovanie teploty v rozsahu:
-55...-10 a +100...+125 s presnosťou na 1 stupeň (ds18b20 a ds18s20)
- v rozsahu -9,9...+99,9 s presnosťou 0,1 stupňa (ds18b20)
- v rozsahu -9,5...+99,5 s presnosťou 0,5 stupňa (ds18s20); - Automaticky detekovať snímač DS18B20 alebo DS18S20;
- Automaticky skontrolujte snímač kvôli nehode;
- Zapamätajte si maximálne a minimálne namerané teploty.
Teplomer tiež umožňuje jednoduchú výmenu 7-segmentového indikátora z OK na indikátor s OA. Bol zorganizovaný šetriaci postup zápisu do pamäte EEPROM mikrokontroléra. Voltmeter, ktorý sa dobre osvedčil, je popísaný v tomto článku -.
Schéma zapojenia digitálneho teplomera na báze mikrokontroléra bola navrhnutá pre spoľahlivé a dlhodobé používanie. Všetky detaily použité v schéme nie sú vzácne. Schéma je ľahko opakovateľná, ideálna pre začiatočníkov.
Schematický diagram teplomera je znázornený na obrázku 1
Obrázok 1 - Schematický diagram teplomera na PIC16F628A + ds18b20 / ds18s20
Nebudem popisovať celú schému zapojenia teplomera, keďže je to celkom jednoduché, zameriam sa len na vlastnosti.
Používa sa ako mikrokontrolér PIC16F628A od spoločnosti Microchip. Jedná sa o lacný ovládač a tiež nie je nedostatok.
Na meranie teploty sa používajú digitálne snímače DS18B20 alebo DS18S20 Spoločnosť Maxim. Tieto snímače sú lacné, majú malé rozmery a informácie o nameranej teplote sa prenášajú digitálne. Toto riešenie vám umožňuje nestarať sa o prierez vodičov, o ich dĺžku atď. Senzory DS18B20,DS18S20 sú schopné prevádzky v teplotnom rozsahu od -55 ... +125 ° С.
Teplota sa zobrazuje na 7-segmentovom 3-miestnom LED indikátore so spoločnou katódou (OK) alebo s (OA).
Na zobrazenie maximálnej a minimálnej nameranej teploty na indikátore potrebujete tlačidlo SB1. Na resetovanie pamäte potrebujete aj tlačidlo SB1
Pomocou tlačidla SA1 môžete rýchlo prepínať senzory (ulica, dom).
Jamper je potrebný na prepnutie spoločného vodiča pre LED indikátor. DÔLEŽITÉ! Ak je indikátor v poriadku, umiestnime prepojku do spodnej polohy podľa schémy a prispájkujeme tranzistory VT1-VT3 s vodivosťou p-n-p. Ak je LED indikátor s OA, potom prepojíme prepojku do hornej polohy podľa schémy a spájkujeme tranzistory VT1-VT3 s vodivosťou n-p-n.
V tabuľke 1 nájdete celý zoznam dielov a ich prípadnú náhradu za analóg.
| Polohové označenie | názov | Analógové/náhradné |
| C1, C2 | Keramický kondenzátor - 0,1mkFx50V | - |
| C3 | Elektrolytický kondenzátor - 220mkFh10V | |
| DD1 | Mikrokontrolér PIC16F628A | PIC16F648A |
| DD2,DD3 | Snímač teploty DS18B20 alebo DS18S20 | |
| GB1 | Tri AA batérie 1,5V | |
| HG1 | 7-segmentový LED indikátor KEM-5631-ASR (OK) | Akékoľvek iné nízkoenergetické pre dynamickú indikáciu a vhodné na pripojenie. |
| R1, R3, R14, R15 | Rezistor 0,125W 5,1 ohm | Veľkosť SMD 0805 |
| R2, R16 | Rezistor 0,125W 5,1 kOhm | Veľkosť SMD 0805 |
| R4, R13 | Rezistor 0,125W 4,7 kOhm | Veľkosť SMD 0805 |
| R17-R19 | Rezistor 0,125W 4,3 kOhm | Veľkosť SMD 0805 |
| R5-R12 | Rezistor 0,125W 330 Ohm | Veľkosť SMD 0805 |
| SA1 | Akýkoľvek vhodný spínač | |
| SB1 | Tlačidlo hodín | |
| VT1-VT3 | Tranzistor BC556B pre indikátor OK / Tranzistor BC546B pre indikátor OA | KT3107/KT3102 |
| XT1 | Svorkovnica pre 3 kontakty. |
Na počiatočné ladenie digitálneho teplomera bol použitý virtuálny model zabudovaný v Proteuse. Na obrázku 2 môžete vidieť zjednodušený model v Proteuse
Obrázok 2 - Model teplomera na mikrokontroléri PIC16F628A v Proteuse
Obrázok 3-4 zobrazuje PCB digitálneho teplomera.
Obrázok 3 - Doska plošných spojov teplomera na mikrokontroléri PIC16F628A (spodná časť) nie je v mierke.
Obrázok 4 - Doska plošných spojov teplomera na mikrokontroléri PIC16F628A (hore) nie je v mierke.
Teplomer, zmontované pracovné časti, začne pracovať okamžite a nepotrebuje ladenie.
Výsledkom práce sú obrázky 5-7.
Obrázok 5 - Vonkajší pohľad na teplomer
Obrázok 6 - Vzhľad teplomera
Obrázok 7 - Vzhľad teplomera
DÔLEŽITÉ! Vo firmvéri teplomera nie šité reklamy môžu byť použité podľa vašich predstáv.
Zmeny vykonané v pracovnom programe:
1 automatická detekcia senzora DS18B20 alebo DS18S20;
2. Znížený čas prepisovania EEPROM (ak je splnená podmienka na prepis) z 5 minút na 1 minútu.
3. zvýšená frekvencia bodového blikania;
Podrobnejší popis činnosti teplomera nájdete v dokumente, ktorý si môžete stiahnuť na konci tohto článku. Ak nechcete sťahovať, potom na webe www.pichobbi.narod.ru výborný je aj chod prístroja.
Hotová doska dokonale zapadá do čínskeho budíka (obrázky 8, 9).
Obrázok 8 - Všetky plnky v čínskom budíku
Obrázok 9 - Všetky plnky v čínskom budíku
Video - Prevádzka teplomera na PIC16F628A
Termočlánky majú široké využitie tam, kde je potrebné presne merať vysoké teploty, tteploty do 2500°C. To znamená, že tam, kde by digitálne snímače okamžite zomreli na prehriatie, sa používajú termočlánky. Existuje pomerne veľa druhov termočlánkov, ale chromel-alumelové (typ K) termočlánky sú najpoužívanejšie kvôli ich nízkej cene a takmer lineárnej zmene termoelektrického výkonu. Tento typ termočlánkov sa umiestňuje do ohrievačov vody a iných domácich spotrebičov s reguláciou teploty, široko sa používajú na reguláciu teploty pri tavení kovu, pomocou týchto termočlánkov sa riadi ohrev hrotu v spájkovacej stanici. Preto bude veľmi užitočné ich lepšie spoznať.
Termočlánok sú dva vodiče vyrobené z rôznych kovov, ktoré majú spoločný bod kontaktu (spoj). V mieste tohto kontaktu vzniká potenciálny rozdiel. Tento potenciálny rozdiel sa nazýva tepelný výkon a priamo závisí od teploty, pri ktorej sa križovatka nachádza. Kovy sa vyberajú tak, aby závislosť tepelného výkonu od teploty ohrevu bola čo najlineárnejšia. To zjednodušuje výpočet teploty a znižuje chybu merania.
Tak široko používané chromel-alumelové termočlánky majú pomerne vysokú linearitu a stabilitu meraní v celom rozsahu meraných teplôt.
Nižšie je uvedený graf pre chromel-alumelové termočlánky (typ K) zobrazujúci závislosť vznikajúceho termoelektrického výkonu od teploty prechodu (na konci článku bude odkaz na graf s vyšším rozlíšením):
Stačí teda vynásobiť hodnotu tepelného výkonu požadovaným koeficientom a získať teplotu bez obťažovania sa tabuľkovými hodnotami a aproximáciou - jeden koeficient pre celý rozsah merania. Veľmi jednoduché a prehľadné.
Vynára sa však otázka pripojenia termočlánku k mikrokontroléru. Je jasné, že ak je na výstupe termočlánku napätie, tak použijeme ADC, ale potenciálny rozdiel na výstupe termočlánku je príliš malý na to, aby zachytil aspoň niečo. Preto ho treba najskôr zvýšiť napríklad aplikáciou operačného zosilňovača.
Berieme štandardnú schému neinvertujúceho zapínania operačného zosilňovača:
Pomer vstupného a výstupného napätia je opísaný jednoduchým vzorcom:
V von/Vin = 1 + (R2/R1)
Zosilnenie signálu závisí od hodnôt spätnoväzbových odporov R1 a R2. Hodnota zosilnenia signálu sa musí zvoliť s prihliadnutím na to, čo sa použije ako referenčné napätie.
Povedzme, že referenčné napätie mikrokontroléra je 5V. Teraz sa musíte rozhodnúť pre teplotný rozsah, ktorý budeme merať. Vzal som si hranicu merania 1000 °C. Pri tejto hodnote teploty bude mať výstup termočlánku potenciál približne 41,3 mV. Táto hodnota by mala zodpovedať napätiu 5 voltov na vstupe ADC. Operačný zosilňovač preto musí mať zisk aspoň 120. V dôsledku toho sa zrodila nasledujúca schéma:
V skrýši som našiel dosku s týmto operačným zosilňovačom zostavenú už dlho, zostavil som ju ako predzosilňovač pre mikrofón a použil som ju:
Na bredboard som zostavil nasledujúcu schému pripojenia dvojriadkového displeja k mikrokontroléru:
Termočlánok tiež dlho ležal nečinný - prišiel s mojím multimetrom. Prechod je uzavretý v kovovom puzdre.
Kód termočlánku Bascom-AVR:
$regfile
= "m8def.dat"
$kryštál
=
8000000
Dim
W AkoCelé číslo
"pripojenie dvojriadkového displeja
config
Lcdpin = Pin, Rs = Portb. 0, E = Portd. 7, Db4 = Portd. 6, Db5 = Portd. 5, Db6 = Portb. 7, Db7 = Portb. 6
config
lcd=
16
*
2
Kurzor
Vypnuté
Cls
"čítanie hodnoty z ADC prerušením z časovača
config
Časovač 1=
časovač, Predmernica = 64
Zapnuté
Časovač 1 Acp
"Konfigurácia ADC
config
ADC = Slobodný, Preddelička=Auto , Referencia= Avcc
povoliť
Prerušenia
povoliť
Časovač 1
Do
Cls
Teplota Rem:
lcd
"Teѕsepaїypa:"
spodná línia
lcd
W
Waitms
200
slučka
„Práca s ADC
Acp:
začať
adc "spustite ADC
W=
getadc(1
)
W= W/1. 28 „merania prispôsobujeme skutočnej teplote
vrátiť
Koniec
Na MK. Jeho srdcom je mikrokontrolér PIC16F628A. Obvod teplomeru využíva 4-miestny alebo 2 + 2 LED indikátor so spoločnou anódou. Snímač teploty je typu DS18B20 a v mojom prípade sa hodnoty snímača zobrazujú s presnosťou 0,5*C. Teplomer má limity merania teploty od -55 do + 125 * C, čo stačí na všetky príležitosti. Na napájanie teplomera bolo použité klasické nabíjanie z mobilného telefónu na zdroj s tranzistorom 13001.
Schematický diagram teplomera na mikrokontroléri PIC16F628A:
Na flashovanie PIC16F628A som použil program ProgCode, nainštaloval som ho do počítača a zostavil som programátor ProgCode podľa známej schémy:
Označenie pinov použitého mikrokontroléra a pinov niektorých ďalších podobných MK:
Program ProgCode a pokyny s fotografiami firmvéru krok za krokom sú v archíve na fóre. Na rovnakom mieste a všetky súbory potrebné pre tento okruh. V programe otvorte a kliknite na tlačidlo "zaznamenať všetko" V mojom vyrobenom zariadení, ako je zrejmé z fotografií, sú v jednom puzdre zmontované 2 teplomery naraz, horný indikátor ukazuje teplotu doma, spodný - na ulici. Umiestňuje sa kdekoľvek v miestnosti a je napojený na flexibilný vodič senzora v obrazovke.Materiál poskytol ansel73.Upravený firmvér: [)eNiS
