Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Схема. Таймер-терморегулятор на микроконтроллере — Сайт радиолюбителей и радиомастеров. Схемы и сервис мануалы.

Технические характеристики в режиме терморегулятора
Интервал регулируемой температуры, °С ………………………………….от -55 до +125
Разрешающая способность при измерении и регулировании, °С:
в интервале температуры -9,9…-99,9 °С …………………………………..0,1
в интервале температуры -55…-10 °С и +100…+125 °С ……………….1
Погрешность измерения, °С, не более:
в интервале температуры -10…+85 °С ……………………………………..±1

Терморегулятор работает как в режиме нагрева, так и охлаждения. Дополнительно можно установить продолжительность поддержания температуры в интервале 1—999 мин или остановку работы терморегулятора на тот же промежуток времени. В процессе работы подсчитывается суммарная продолжительность подключения нагрузки к сети. Устройство предназначено для работы совместно с датчиком температуры DS18B20 и автоматически определяет его ID-код.

Технические характеристики в режиме таймера
Интервалы установки времени
секунд……………..1…999
минут………….1…999
часов ………………1…999
Направления отсчёта времени …………………..прямое или обратное

Таймер обеспечивает задержку как включения, так и отключения нагрузки.
Схема таймера-терморегулятора показана на рис. 1. Все основные функции возложены на микроконтроллер DD1, управление режимами и ввод данных осуществляют с помощью кнопок SB1—SB3, а информация выводится на трёхразрядный светодиодный индикатор HG1. Питание осуществляется от сети, которую подключают к зажимам 1 и 2 колодки ХТ1. На трансформаторе Т1, диодном мосте VD1, стабилизаторе DA1 и сглаживающих конденсаторах С2 и С4 собран узел питания. Резистор R1 повышает надёжность работы устройства при повышенном сетевом напряжении. Но при желании его можно исключить, установив на плате взамен него проволочную перемычку.

Включение или отключение питания нагрузки осуществляется с помощью реле К1, контакты которого К1.1 нормально разомкнуты и подсоединены к зажимам 3 и 4 колодки ХТ1. Датчик температуры DS18B20 подключают к зажимам 5 и 6. Применена двухпроводная схема подключения датчика: к зажиму 6 присоединён вывод 2, к зажиму 5 — выводы 1 и 3. Для вывода информации на индикатор HG1 использована динамическая индикация с периодом обновления символов около 20 мс.

При работе устройства в качестве терморегулятора датчик температуры располагают в месте, где необходимо поддерживать заданную температуру. После подключения прибора к сети на индикаторе “пробегает” тестовая надпись HELLO — терморегулятор готов к работе. В рабочем режиме на индикаторе HG1 постоянно отображается текущее значение температуры. О том, что нагрузка в данный момент включена, свидетельствует мигающая точка в младшем разряде.

Установку температуры производят кнопками SB1 и SB2, по умолчанию она составляет 30 °С. В момент нажатия на любую из этих кнопок на индикаторе HG1 появляется мигающее значение устанавливаемой температуры, а по истечении 5 с после последнего нажатия терморегулятор возвращается в рабочий режим. Все введённые данные сохраняются в энергонезависимой памяти микроконтроллера. При нажатии и удержании кнопок SB1 и SB2 выбранный параметр изменяется быстрее. В зависимости от продолжительности нажатия последовательно переключаются три его скорости изменения.

Для установки других настроек терморегулятора необходимо войти в меню. Для этого следует нажать на кнопку SB3. Изменение настроек производят в соответствии с рис. 3. Через 5 с после последнего нажатия любой кнопки устройство переходит в рабочий режим, а все настройки сохраняются в энергонезависимой памяти. Ниже приведено описание доступных параметров.

ГГР — гистерезис. Параметр, в котором задаётся разность температур включения и отключения нагрузки. Установленное число суммируется с заданной установкой температуры для включения и вычитается для выключения. Если, например, задана температура 30,0 °С, а ГГР — 4,5, то в режиме нагревания отключение нагрузки произойдёт при температуре 30,0 + 4,5 = 34,5 °С, а включение — при 30,0 – 4,5 = 25,5 °С. Если терморегулятор работает в режиме охлаждения, отключение произойдёт при температуре 25,5 °С, а включение — при 34,5 °С. Если установить ГГР равным 0, на индикаторе отобразится надпись ГР и прибор будет работать как обычный термометр, на индикаторе отобразится текущая температура, а нагрузка будет всё время отключена. По умолчанию установлено значение ГГР, равное 3,0.

ВПР — верхний предел температуры. Этот параметр определяет максимально возможное значение устанавливаемой температуры. В случае превышения этого предела, независимо от других установок, нагрузка будет отключена. По умолчанию в ВПР задано значение 80,0.
НПР — нижний предел температуры. Этот параметр определяет минимально возможное значение устанавливаемой температуры. В случае снижения температуры ниже НПР, независимо от других настроек, нагрузка также будет отключена. Значение НПР всегда меньше или равно ВПР. По умолчанию в НПР задано значение 10,0.
ВРВ — продолжительность времени включения (в минутах). Этот параметр задаёт временной интервал, в течение которого поддерживается заданная температура. По его окончании нагрузка будет отключена. Признак истечения установленного временного интервала — постоянно светящаяся точка в младшем разряде индикатора. Повторный запуск таймера производят нажатием на кнопку SB3. Если ВРВ установлено равным 0, на индикатор выводится изображение “—“, а таймер в работе терморегулятора не участвует. По умолчанию таймер отключён.

ВРО — продолжительность времени отключения. Параметр задаёт временной интервал (в минутах), в течение которого устройство находится в выключенном состоянии, предназначен для использования совместно с параметром ВРВ. По окончании установленного интервала времени устройство возвращается к функции поддержания температуры. Если, например, установить значение ВРВ 90, а ВРО 60, терморегулятор будет циклически поддерживать температуру в течение 90 мин, а затем отключаться на 60 мин и снова включаться на 90 мин и т. д. Если ВРО равно 0, на индикаторе выводится изображение “–“, а таймер в работе терморегулятора не участвует. По умолчанию ВРО имеет нулевое значение (таймер отключён).
ПАР — параметры работы. Значение ПАР определяет режим работы терморегулятора: нагревание или охлаждение. При работе совместно с нагревателем в ПАР необходимо установить НА, при работе совместно с охладителем — ОС. По умолчанию в ПАР задано значение НА (работа с нагревателем).

ПОП — поправка показаний. Этот параметр позволяет проводить корректировку показаний термометра и в случае необходимости добиться (по образцовому термометру) погрешности измерения менее 0,1 °С. Значение ПОП добавляется к текущим показаниям температуры. Обычно в корректировке показаний нет необходимости, поскольку датчик температуры DS18B20 имеет заводскую калибровку и очень высокую точность измерения. По умолчанию ПОП имеет значение 0,0 (корректировка отсутствует).
РАБ — время работы нагревателя (или охладителя). В этом режиме выводится время (в часах), в течение которого нагрузка была включена. Это позволяет оценить расход электроэнергии. Например, если месячные показания РАБ равны 250, а мощность нагревательного элемента — 0,5 кВт, расход электроэнергии составляет 125кВт·ч.

НОГ — идентификационный номер (ID-код) датчика температуры. Выводится 64-разрядный идентификационный номер датчика DS18B20, представленный в шестнадцатеричном формате. Например, 28А2С86801000017. (последняя цифра отмечена десятичной точкой). Просмотр номера производится нажатием на кнопки SB1, SB2 и может понадобиться для определения, какой из датчиков подключён. Если связь с датчиком нарушена или по каким-либо причинам код считать не удалось, на индикатор будет выведено сообщение Err (ошибка).

Устройство автоматически определяет наличие и исправность датчика температуры. При обрыве цепи или отсутствии датчика на индикаторе появится надпись HI, а при коротком замыкании или неправильном подключении — Lo. При любой неисправности нагрузка автоматически отключается. Провод, соединяющий датчик с устройством, должен иметь сечение не менее 0,5 мм², а длину — не более 10 м. Информация считывается с датчика температуры с периодом 1 с и сравнивается с предыдущим значением. Если скорость роста температуры превышает 30 °С/с или скорость падения температуры превышает 20 °С/с, ситуация интерпретируется как аварийная и нагрузка отключается.

Для просмотра и изменения установок при работе в режиме таймера необходимо войти в меню. Для этого следует нажать на кнопку SB3. Установку проводят в соответствии с рис. 4 Через 5 с после последнего нажатия на любую кнопку устройство переходит в рабочий режим, а все настройки сохраняются в энергонезависимой памяти. После входа в меню появляется текущая установка таймера (индикатор мигает). Кнопками SB1 и SB2 устанавливают временной интервал в пределах 000…999 (по умолчанию задано 100). Если установить 000, таймер блокируется, а в рабочем режиме на индикаторе будет сообщение “—“.

После установки цифрового значения нажимают на кнопку SB3, и затем можно задать единицы измерения времени. Это могут быть секунды SEC (по умолчанию), минуты Ml или часы HOU.
Далее устанавливают режим работы таймера. При выборе ОН, по истечении установленного временного интервала, нагрузка будет подключена, выбор OFF означает, что нагрузка будет отключена. Выбор направления счёта таймера — обратный при выборе ОБС (задан по умолчанию) и прямой при выборе — ПРС. Во время работы таймера на индикаторе отображается время. Запуск таймера осуществляют нажатием на кнопку SB2. Если задан прямой счёт, показания изменяются от нуля до максимального значения, например, 0, 1, 2… и т. д., а если обратный — от максимального значения до нуля, например, 100, 99, 98… и т. д.

Остановку таймера производят кнопкой SB1. При повторном нажатии на неё он перейдёт в исходное состояние. Если выбрана установка на включение, по окончании установленного интервала нагрузка будет подключена и на индикаторе появится сообщение ОН, а если установка на выключение — OFF и нагрузка отключена. О текущем состоянии нагрузки можно судить по десятичной точке в младшем разряде индикатора. Она светит — нагрузка включена, погашена — отключена. В случае установки минут или часов точка каждую секунду кратковременно вспыхивает, если нагрузка отключена, и кратковременно гаснет, если включена.

Для повышения надёжности работы в устройстве применён ряд программных приёмов. В первую очередь, это касается работы с EEPROM микроконтроллера. Каждый параметр в энергонезависимой памяти продублирован в четырёх ячейках. Чтение и запись проводятся поблочно. После каждого чтения содержимое четырёх ячеек сравнивается между собой. Если в одной или двух из них оно отличается от остальных, единое значение всех ячеек блока восстанавливается по тем, в которых оно идентично.

Большинство деталей монтируют на двух печатных платах из фольгированного стеклотекстолита, чертежи которых показаны на рис. 5 и рис. 6. Применены постоянные резисторы для поверхностного монтажа РН1-12, остальные — МЛТ, С2-23. Оксидные конденсаторы — К50-35 или импортные, остальные — К10-17. Реле — JZC-22F3SC20DDC12V, кнопки — DTST-6. Трансформатор должен обеспечивать на выходе выпрямителя напряжение 12 В при токе до 150 мА ХТ1 — однорядный клеммник серии 305. Для программирования микроконтроллера предназначен файл modul_v2.hex.

Платы устанавливают в пластмассовый корпус рис. 7). Внешний вид собранного устройства показан на рис. 8. Резистор R2 был предназначен для защиты микроконтроллера в процессе отработки конструкции, но после изготовления нескольких экземпляров устройств он был исключён и взамен него на плате установлена проволочная перемычка.

В целях упрощения предусмотрена возможность исключения токоограничивающих резисторов R4—R11 в цепях управления сегментами индикатора HG1. В этом случае их заменяют отрезками провода, в микроконтроллер следует загрузить файл modul_v1.hex Чтобы исключить перегрузку по току индикатора и микроконтроллера, подача напряжения на каждый разряд индикатора осуществляется на 0,3 мс, поэтому работают они при номинальном среднем токе. Яркость свечения индикаторов с различным числом включённых элементов немного различается из-за неравномерного распределения тока и различного падения напряжения на выходных транзисторах портов микроконтроллера. Индикатор с общим катодом можно заменить на аналогичный, но с общим анодом. Для этого в начале программы modul_v1 .asm (modul_v2.asm) следует удалить строку tfdefine _COMMON_CATODE_ и заново откомпилировать программу.

При программировании устанавливают следующую конфигурацию микроконтроллера: BODLEVEL=1; BODEN = 0; SUT1 = 1; SUT0 = 1; CKSEL3 = 1; CKSEL2 = 1; CKSEL1 = 1; CKSEL0 = 1; RSTDISBL = 1; WDTON = 1; SPIEN = 0; СКОРТ = 0; EESAVE = 0; BOOTSZ1 = 1; BOOTSZ0 = 1; BOOTRST = 1.

Прилагаемые файлы:   termotaimer.zip

И. КОТОВ, г. Красноармейск Донецкой обл., Украина
“Радио” №3 2012г.

Post Views: 581

РадиоКот :: Терморегулятор на термопаре К-типа

Терморегулятор на термопаре К-типа

Всем доброго времени суток!

Представляю вашему вниманию разработанную мной схему терморегулятора на термопаре К-типа.

«Мозгом» данного устройства является микроконтроллер Atmega8  (я использовал   корпус TQFP32). Данные выводятся на семисегментный трехразрядный индикатор с общим катодом(цвет свечения на ваш вкус). Ток на катоды индикатора идет через транзисторы(я использовал MMBT3904, но так же подойдут КТ315 или любые другие маломощные биполярные транзисторы обратной проводимости).

Прибор питается от напряжения 5В которое обеспечивает стабилизатор напряжения 7805, нужно взять в корпусе ТО220 и рекомендуется установить на радиатор.

Диоды для диодного моста я взял 1N4007, но также можно использовать любые другие выпрямительные диоды или же готовый диодный мост. Управление осуществляется кнопками S1(Т-), S2(Т+). Сигнал с термопары усиляется операционным усилителем LM358. В устройстве реализована компенсация холодного спая термопары и калибровка 0 операционного усилителя. Термопару можно использовать от мультиметра, но лучше взять ее в защитном кожухе так как ее спокойно можно будет погружать в те вещества, которые вы будете плавить.

Резисторы любой мощности. 

«Экзотические» номиналы резисторов в блоке усиления можно получить следующим образом:

• 53,6=27+27
• 3,954k=3,9k+51
• 2,74k=2,7k+39

Диод D5 обязательно должен быть прикреплен как можно ближе к месту крепления контактов термопары к плате и он должен быть 1N4148 или отечественный аналог КД522.

Управление нагрузкой осуществляется симистором.  Гальваническая развязка обеспечена за счет использования оптопары.  Симистор обязательно нужно установить на радиатор. Если у вас отсутствует воздушное охлаждение, он должен быть достаточно большим, при наличии принудительного охлаждения хватит даже радиатора из компьютерного блока питания.

Максимальная нагрузка которую можно подключать к устройству ограничивается только симистором, который вы поставите. Силовые провода желательно использовать потолще ввиду того, что по ним будет идти большой ток.

Светодиод LED1 индицирует идет ли нагрев.

Минимальная температура которую можно установить –    50^оС;  максимальная –   800^оС.

Принцип работы устройства очень простой. Если текущее значение температуры нагревателя измеренное прибором меньше установленного, то на порте B2 микроконтроллера появляется логическая единица, симистор открывается и ток на ТЭН проходит. Иначе, если текущее значение температуры нагревателя измеренное прибором больше или равно установленному, то на порте B2 микроконтроллера появляется логический ноль, симистор закрывается и ток на ТЭН не проходит.

Правильно собранное устройство нуждается только в калибровке.

Корпус было решено использовать от компьютерного блока питания.

Один из сетевых проводов и выход симистора выведены сзади корпуса наружу и через мощный клемник к ним подключается ТЭН. Также на задней части корпуса выходят провода термопары. Так как провода термопары в моем случае экранированные, на экране находится минус.

Спереди для улучшения внешнего вида изготовил фальш-панель из куска ПВХ и оракала. Также здесь размещены индикатор, кнопки управления, светодиод индицирующий нагрев и выключатель устройства, который отключает только питание от платы и к силовой части отношения не имеет.

Калибровка

Включите устройство. Опустите термопару в талую воду со льдом и вращая переменный резистор P1 установите на индикаторе 0^оС, или же если у вас есть градусник, можете измерить им комнатную температуру и вращая переменный резистор Р1 установите на индикаторе такую же температуру, какую показал «эталонный» градусник. Затем закипятите воду, опустите термопару туда и вращая переменный резистор Р2 установите на индикаторе 100^оС. Можете произвести такую операцию несколько раз, пока прибор не покажет нужную температуру без подстройки. Можете так же поверить как он покажет температуру тела.

Использование

Сразу после включения на индикаторе появится надпись приветствия НІ(с англ. – привет).

Затем устройство покажет установленную температуру (при первом включении там будет случайное число) и терморегулятор перейдет в рабочий режим. Где будет показывать текущую температуру, также светодиод будет индицировать  идет ли нагрев (светодиод светит – идет, не светит – не идет).

Для установки заданной температуры нагрева нужно зажать обе кнопки и держать до появления надписи «INS» (instalation).

Затем на индикаторе ненадолго появится значение текущей установленной температуры и вы сможете кнопками установить нужную вам температуру. Когда вы это сделали, просто отпустите кнопки и ничего не делайте. Через некоторое время (примерно 5 сек.) на индикаторе появится надпись «SAV»(save). И устройство перейдет в рабочий режим.

Что ж надеюсь, все вышесказанное было для вас полезным и это устройство у вас заработает сразу. Всего вам хорошего и удачи в работе.

Архив с нужными файлами прилагается.

Файлы:
Termoregulyator

Все вопросы в Форум.

Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

Терморегулятор на микроконтроллере PIC16F84 и датчике DS18B20.

Терморегулятор на микроконтроллере PIC16F84 и датчике DS18B20.

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).

Схема разработана на основе аналогичных конструкций из журнала Радио № 10 за 2003г. и Радио № 1 за 2006г. В этом варианте изменены алгоритм работы, индикация, анализ сравнения чисел, выбор установок. Обновление температуры (опрос датчика) один раз в 1,05 сек. Расположение индикатора, кнопок и выключателя питания на передней панели, а всех разъемов подключения на задней панели, позволило использовать прибор более функционально и возможность скрыть все провода, при монтаже в составе другого изделия. Индикатор 4-х разрядный семисегментный с ОА (цвет свечения по желанию пользователя). Отображение температуры с фиксированной запятой младшего разряда, а старшие разряды с гашением не значащих нулей. Применение индикатора с суперяркими светодиодами в сегментах, или красного цвета позволит использовать плату (первоначальный вариант) без доработки. В моем распоряжении оказался обычный индикатор с зелеными светодиодами, что потребовало установку дополнительных ключей в цепи анодов (доработка указана на схеме), для увеличения яркости свечения сегментов, это еще и снизило влияние на яркость свечения сегментов, при разном количестве горящих в разряде. Чтобы исключить вопросы про точность датчика и необходимость вывода десятичной доли градуса, на краях измеряемого диапазона, можно сказать, что датчик работает в 12 разрядном режиме, считываются все разряды и преобразуются в цифровой вид, индикатор позволяет это сделать во всем диапазоне измеряемых температур. А вот оценка точности, потребность в десятичных долях градуса, на краях диапазона, на усмотрение пользователя, тем более эти возможности осуществимы изменением программы, под конкретные задачи. Сколько людей, столько и мнений, и пожеланий. На мой взгляд, все функционально и есть возможность подстроиться под широкую область применения. Была задумка ввести калибровку под применяемый датчик и записывать ее в память (где то встречалось в интернете) но пока такая точность не была востребована. А если и будет замечена неточность измерений и в поддержании заданной температуры, то все можно решить подстройкой гистерезиса и сдвигом установленного значения в требуемую сторону.
На передней панели кнопка «SET» переключает выбор режима установок: гистерезиса температуры, инверсии выхода (для холодильника), скважности (П- регулирование), температуры уставки. Кнопки «Минус» и «Плюс» меняют значения уставок, включают или выключают соответственно режимы инверсии и П-регулирования. После изменения установок и режимов, все записывается в энергонезависимую память EEPROM МК. Светодиод отображает подачу напряжения питания на выходную розетку.
При включении прибора на мигающем индикаторе по 2 секунды последовательно отображаются:
1 установленная температура ( далее по тексту Ту )в формате «XXX.X»
2 установленный гистерезис ( далее по тексту дТ ) в формате «d X.X»
3 если установлена инверсия, то отображается в формате «? O.n»
4 если установлено П-регулирование, то отображается в формате «П O.n»
Далее происходит инициализация датчика и его проверка, если он неисправен или не получен импульс присутствия по различным причинам, то на индикаторе отображается ошибка в формате «Егг.» в течении 2 сек, а затем вновь происходит проверка до восстановления связи с датчиком. Если все исправно, то далее происходит измерение температуры ( Ти ) и ее сравнение с установленной с учетом гистерезиса, причем гистерезис, как в положительную, так и в отрицательную сторону. Например, установленная температура +2гр. с гистерезисом в 0,4гр. будет поддерживаться в интервале от +1,8 гр. до +2,2 гр. Реакция на включение, или выключение нагревателя, при отключенных инверсии и П-регулировки происходит только после 5 замеров, подтверждающих необходимость коммутации выхода (для исключения ложных замеров). Исключение составляет режим П-регулирования, при котором по достижении температуры нижнего порога уставки (Ту-дТ/2) начинается ограничение мощности нагревателя, при помощи импульсного выключения/включения на определенное время, в течении каждого замера (т.е. каждую секунду). А по достижении верхнего предела уставки (Ту+дТ/2) нагреватель выключается полностью. При нулевом гистерезисе П-регулирование не работает, а нагреватель выключается при Ти>Ту и наоборот (так же через 5 замеров). Пропорции в соотношении вкл./выкл. нагрева устанавливаются исходя из дТ и Ти. Так например, при дТ в 1гр. количество ступеней регулировки 10. Длительность импульса включения определится из: (1Сек/дТ)*(Ту+дТ/2-Ти) с учетом десятичной части веса числа. Таким образом при равенстве Ти и Ту соотношение импульса и паузы 1:1 т.е. соблюдается пропорциональность регулирования мощности нагревателя на участке изменения температуры в диапазоне дТ.
Режим инверсии используется для управления холодильником и исключает включение П-регулировки. Более того, выключение компрессора холодильника осуще-ствляется при пятикратном подтверждении условия Ти Ту+дТ/2 и выдержки времени более 2 минут, после предыдущего выключения или пропадания напряжения питания в сети. Это необходимо, чтобы не сжечь компрессор при тяжелом пуске, после его выключения на короткое время.
В режиме изменения установок индикатор мигает с частотой 3Гц. Установка порога температуры осуществляется кнопками «Плюс» и «Минус». Кратковременное нажатие кнопок изменяет Ту на 0,1°, а длительное удержание в нажатом положении изменяет Ту по 1° за 0,3 сек. (т.е. изменить уставку на 30° можно примерно за 10 сек).
По нажатию кнопки «Set» последовательно переходим в режимы установок:
1 Гистерезиса (от 0 до 8 град. кнопками «плюс» и «минус» с точностью 0,1°)
2 Включения инверсии ( кн. «плюс» включает, а кн. «минус» выключает)
3 П-регулирование ( кн. «плюс» включает, а кн. «минус» выключает)
4 Вновь установка температуры (далее по кольцу к п.1)
Так производят установки, нажимая кнопки с периодом менее 5 Сек. А если кнопки не нажимать более 5сек, то происходит запись режимов в память и переход к штатному установленному режиму работы. Есть особенность в установке инверсии и П-регулировки, они друг друга исключают, поэтому, если последним установить П-рег. то инверсии не будет, и наоборот, если установить инверсию, то П-рег. отключено, хоть до этого и было включено. Рекомендуется после изменений и записи в память, выключить терморегулятор на 3 сек, а потом включить, чтобы удостовериться в том, что установили (на всякий случай). Конструктивно прибор можно собрать в любом подходящем корпусе, использовать внешний блок питания на +5В, компоненты могут быть заменены любыми, подходящими по параметрам. Печатная плата выполняется любыми доступными средствами, по собственному усмотрению (ЛУТ, монтажка и др.) поэтому, думаю нет смысла навязывать собственный вариант. Программирование микроконтроллера производится внутрисхемно через разъем IDC10, но возможна установка МК в панельку и программировать во внешнем программаторе. Я использовал простейший комплект: программу WinPic800 и программатор собственного изготовления, немного отредактированный вариант из журнала Радио №10 за 2007г. Стр 31. Никаких проблем с установками бит конфигурации не было, они присутствуют в файле прошивки. Единственное условие, это необходимость отключать датчик во время программирования, мешает процессу своими ответами на импульсы по РВ7. Пытался прошивать программой Pony-prog, но что-то не получалось это делать стабильно. Программа дописывалась кусочками, по мере возможности, возникающих пожеланий и окончательной отладки. Вот вроде бы и все.

Файлы:
Печатные платы в формате PDF.
Файл проекта для Proteus.
Прошивка МК.

Вопросы, как всегда в Форум.

Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

РадиоКот :: Двухканальный термометр-термостат на ATmega8.

Двухканальный термометр-термостат на ATmega8.

Вот и я нашёл время присоединиться к поздравлению кота по-человечески!

Конечно же, данное направление (термостатирование) не является чем-то выдающимся, потому в интернете и на этом сайте Вы найдёте множество похожих устройств. Тем не менее, каждое устройство имеет свой не повторяемый алгоритм работы.
В базовом варианте устройство разрабатывалось под конкретную задачу, поддержание заданной температуры в ящике для хранения овощей, установленном на лоджии и для измерения температуры на улице. В процессе разработки печатной платы (ПП) устройства, была заложена возможность для модернизации устройства при необходимости. Признаюсь, это было сделано так, на всякий случай, без каких либо нужд. Но в дальнейшем оказалось, что данная схема приобрела оптимальную универсальность данного термостата. Кто, осилит статью до конца, тот поймёт, о чём идёт речь.

Теперь о самом устройстве (Базовый вариант):
Устройство сделано на базе микроконтроллера ATmega8A-PU. Индикатор светодиодный четырёхразрядный FYQ-5641AHR-21. Реле HLS8-22F-DC5V-C. Датчики DS18B20. Корпус блока управления G1908, корпус силовой части, вот уже и не помню.

Схема устройства:

Микроконтроллер работает от внутреннего задающего генератора на 4 мГц (дополнительно, на плате предусмотрена возможность установки кварца). Из-за артефактов динамической индикации (заметно было подмигивания в момент опроса датчика) пришлось отказаться от чтения ROM датчика и подсчёта CRC. Тем не менее, в устройстве используются два датчика, которые подключены к разным выводам МК. Один (№1) измеряет температуру наружного воздуха, другой (№2) температуру в ящике. Термостатирование организовано только для датчика №2 (ящик) – базовый вариант.
Термометр-термостат разделён по двум корпусам. В одном управляющая часть и дисплей, в другом блок питания и реле управления нагрузкой. На плате управления предусмотрена установка стабилизатора питания с конденсаторами для питания микроконтроллера, но так как питание от БП приходит и так 5 v он не впаян (в случае питания от блоков питания с выходным напряжением больше 5 v, его необходимо впаять). Корпус управления снабжён кронштейном который позволяет устанавливать его как на DIN-рейку или просто саморезами к стене.

Разъёмы устройства:
– по USB разъёму передаются управляющие сигналя для включения реле;
– через аудио разъёмы подключены датчики температуры. 

 Описание работы термостата.
Устройство имеет три кнопки для управления. Кнопка (ОК), (Up), (Dn). При включении питания на индикаторе высвечивается температура датчика №1 (наружный воздух).

Для просмотра температуры в ящике необходимо нажать кнопку (ОК). При этом загорается светодиод синий HL1 (см. схему), указывающий, что на дисплей выведена температура датчика №2.

При повторном нажатии кнопки (ОК), на дисплей выводится температура датчика №1, а светодиод HL1 гаснет.
Для входа в режим установки верхнего порога отключения и нижнего порога включения обогрева. Необходимо нажать обе кнопки (Up), (Dn) и удерживать их нажатыми не менее 5 сек. По истечении этого времени устройство перейдёт в режим просмотра верхнего порога выключения обогрева. Теперь кнопки нужно отпустить. На дисплее будет высвечиваться значение порога и у четвёртого разряда засветится верхний сегмент, указывающий, что это верхний порог.

Для изменения уставки порога, необходимо нажать кнопку (ОК). Значение на дисплее начнёт мигать, сигнализирующее о готовности к изменению уставки. Уставку можно менять в пределах от +1 до +10 градусов, с дискретностью 1 градус. Увеличение значения происходит с помощью кнопки (Up), а уменьшение с помощью кнопки (Dn). Для сохранения уставки или просто для перехода на следующий порог, необходимо нажать кнопку (ОК). На дисплее высветится нижний порог и у четвёртого разряда засветится нижний сегмент, указывающий, что это нижний порог.

Для изменения уставки порога, необходимо опять нажать кнопку (ОК). Значение на дисплее начнёт мигать, сигнализирующее о готовности к изменению уставки. После установки порога включения, нажимаем кнопку (ОК) для сохранения и выхода из режима установки порогов термостатирования. Уставки сохраняются в энергонезависимой памяти МК и при исчезновении питания не сбрасываются.
Для удобства контроля состояния температуры в ящике, был введён дополнительный алгоритм сигнализации о низкой температуре в ящике. Что он из себя представляет? Когда на дисплее отображается температура датчика №1, а температура в ящике снижается (допустим, из-за неисправности нагревателя) и достигает значения ниже +1 градуса, светодиод HL1 начинает мигать, сигнализируя о низкой температуре в ящике. Если температура в ящике поднимется выше + 2 градусов, светодиод перестанет мигать.
Алгоритм неисправности датчиков. При неисправности датчика да дисплее выводится надпись Err №. Номер обозначает код неисправности от 1 до 3. Цифра 1 обозначает – нет высокого уровня, 2 – нет датчика, 3 – высокий уровень не восстановлен.

Когда на дисплее отображается температура датчика №1, и произошла неисправность датчика №2,то светодиод HL1 начинает мигать, сигнализируя о неисправности. Таким образом, при выведенной на дисплей температуре датчика №1 Вы не пропустите возникшую неисправность термостата. Естественно при неисправности датчика №2, обогрев отключается.
Ещё несколько моментов. Термостат отключен если уставка нижнего порога равна уставке верхнего порога, или уставка нижнего порога выше уставки верхнего порога. Если неисправны датчик №1 или №2, то в меню уставок, значение уставки Вы не увидите, хотя уставку изменить можно, но вслепую. Это сделано для того, что бы пользователь не лез изменять уставки при неисправных датчиках.

Фьюзы для прошивки базового варианта термостата

Для Algorithm Builder и UniProf галочки ставятся как на картинке.
Для PonyProg, AVR Studio, SinaProg галочки ставяться инверсно.

Модификации устройства.

МОД1_1. Новые возможности:
1. Верхнюю уставку теперь можно изменять в диапазоне от +1 до +120*С, нижнюю – от 0 до +110*С.
2. Фьюзы установлены для работы от внешнего кварца (3 – 8 МГц).
3. Увеличена частота динамической индикации для кварца 4 МГц.
Так что из-за динамической индикации придётся устанавливать кварц на 4 МГц, или править код для Вашего кварца.

МОД2_1. Дополнение к МОД1_1:
Появилась возможность управления охлаждением по первому датчику. Диапазон уставок охлаждения: Верхняя от 1 до 50 градусов, нижняя от 0 до 50 градусов. Управление реле №2 осуществляется с порта РВ5 (19). При охлаждении реле №2 «встаёт под ток», в дежурном режиме – обесточено. Верхняя уставка включает реле №2, нижняя — отключает. При входе в режим изменения уставок, первые изменяются уставки охлаждения (светодиод погашен) для датчика №1, вторые – нагрева (светится светодиод) для датчика №2. 

МОД 2_2
Отличие от МОД2_1: прошивка для индикатор с ОА. Использовать транзисторы PNP при соответственном включении.

МОД2_3.
Принцип работы на охлаждения остался как в МОД2_1.
Уставки на нагрев фиксированы: 30, 40, 50, 60, 70. Выбираются кнопками Up и Dow. Гистерезис на включения 2 градуса, то есть при уставке 30, ниже 28 включается, при 30 отключается.
Режим предупреждения: При снижении температуры датчика №2 ниже 25 градусов, светодиод начнёт мигать. При достижении температуры 28 и выше, мигание отключится.

Вход для уставок нагрева, осуществляется удержанием кнопок Up и Dow в нажатом положении более 2 сек.

Вход для уставок охлаждения, осуществляется удержанием кнопок Up и Dow в нажатом положении более 6 сек. То есть при удержании кнопок более 2 секунд, устройство войдёт в режим уставок нагрева, не отпускайте кнопки, по завершении ещё 2 секунд, устройство вернётся обратно в режим отображения температуры датчика, продолжайте удерживать кнопки, по завершении ещё 2 секунд, устройство войдёт в режим уставок охлаждения (и того больше 6 сек).

Алгоритм ввода и сохранения уставок остался как и в предыдущих версиях.

Фьюзы для прошивки МОД1_1 — МОД2_3 термостата

 Для Algorithm Builder и UniProf галочки ставятся как на картинке.
Для PonyProg, AVR Studio, SinaProg галочки ставяться инверсно.

Файлы:
Рисунки печатных плат термостата (Sprint Layout)
МОД1_1
МОД2_1
Исходник Algorithm Builder
МОД2_2
МОД2_3
Прошивка (HEX)
Схема (Splan7.0)

Все вопросы в Форум.

Термостат на микроконтроллере AT Mega8 для инкубатора — Good Chip

Задался идеей сделать что то по настоящему полезное с использованием микроконтроллера, выбор пал на термометр на кухню, затем на термостат в инкубатор взамен старому старичку на германиевых транзисторах.

Устройство должно только контролировать температуру, выводить информацию на индикатор и быть простым и понятным.

Мой выбор пал на термостат http://startcd.narod.ru/inkubator/index.html, простой, технологичный и выглядит надежным. Имеет систему аварийного сигнализирования  и аварийного отключения. Состоит он с трехсекционного индикатора, микроконтроллера ATMega8, датчика температуры и двух  транзисторов.

По просьбе автора я не выкладываю схему устройства, она доступна по ссылке на сайте автора.

Обращаю внимание что прошивки:

• OA.hex — для индикатора с общим анодом
• OK.hex — для индикатора с общим катодом

Мною была разработана печатная плата по схема автора которую я здесь выкладываю.

Купить термостат для инкубатора — http://ali.pub/1u0yoh

Виде первого теста термостата:

• LM7805
• 3*0,1 мкф smd 1206
• 100 мкф 25в
• 470 мкф 16в
• 9,1 ком smd 1206
• 2*4,7 ком 0,25
• Транзистор bc547
• 0,01 мкф smd 1206
• 0-5 ком переменный (вертикальный синий)
• ds18b20
• 3*1 ком smd 1206
• 6*1 ком 0,25 ват
• МОС3021
• 2*360ом 1 ват
• btb24 симистор
• 3*led
• 1 диод SMD выпрямительный 1А
• 1n4007 диод
• 680 ом smd 1206
• atmega8 dip28
• Транзистор bc337
• 2,2ком 0,25ват
• 2*330ом smd 1206
• 330 ом 0,25ват
• 6*резисторов нулевого сопротивления (пофигисторов) smd 1206
• 1*динамик пищалка
• 1*индикатор трехсегментный с общим катодом или анодом
• 1*кнопка
• 7*PLS
• 7*bls
• Реле BS-115C
• 2*радиатора на симистор и стабилизатор

Питается устройство от:

• трансформатор 200-12в
• сборка диодного моста из 4 диодов

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.