Un termostato simple en un microcontrolador. Esquema, descripción

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El objetivo del desarrollo es garantizar un coste mínimo manteniendo al mismo tiempo una precisión de la temperatura de aproximadamente 0.1 grados. en el rango de 1 a 20 grados. El estuche está sellado y tiene un mínimo de controles. La presencia de un sensor de sobrecalentamiento del compresor adicional y apagado de emergencia de la unidad.

Con la precisión especificada no se pudo utilizar la versión clásica con sensores digitales de DALLAS. Se tomó como base el documento AN512 "Implementación de óhmetro/sensor de temperatura" del sitio web de MICROCHIP. El elemento de medición fue seleccionado del catálogo FARNELL farnell.com, en este caso se utilizaron termistores de coeficiente de temperatura negativo (Termistores NTC) de Philips, marcados 2322-640-54104, con una resistencia de 100 KOhm a una temperatura de 25 grados. . C, pasivos.comp.philips.com. Los termistores funcionan de forma fiable en el rango de -40 grados. Desde hasta +125 grados. C y proporciona una precisión del 2%. Se eligió el microcontrolador por su funcionalidad redundante, teniendo en cuenta el desarrollo posterior del dispositivo. Para medir la resistencia se utiliza un módulo de Captura microcontrolador que es capaz de almacenar el valor de un contador de 16 bits en el momento en que se recibe una señal externa. Esto le permite implementar la medición en hardware utilizando el método de integración.

La medición de la resistencia de los termistores consta de los siguientes pasos.

1. Descargue el condensador C1 a través de la resistencia R2 aplicando un cero lógico al pin RC2 de DD1.
2. Transfiera RC0, RC1 a un estado de alta impedancia, suministre la lógica 1 a RA5. RC2 se programa como entrada al módulo de captura y se inicia el contador interno.
3. El voltaje en el capacitor aumenta gradualmente y, cuando su nivel excede el límite de aproximadamente 3 V, el módulo de captura se activa y se almacena el contenido del contador.
4. Repetir los puntos 1..3, pero lógico. 1 se suministra a RC0. (carga mediante sensor de temperatura)
5. Repetir los puntos 1..3, pero lógico. 1 se suministra a RC1 (carga a través del sensor de sobrecalentamiento)

Dado que la relación entre la duración de la carga de un condensador a un nivel dado es igual a la relación de las resistencias a través de las cuales se cargó, entonces, teniendo un valor de resistencia conocido de la resistencia R1, no es difícil calcular la resistencia de los termistores RT1 y RT2. La característica de temperatura de los termistores no es lineal y solo se describe aproximadamente mediante la función R=A*exp(B/T), donde R-resistencia, T-temperatura (grados K), B-constante indicada en la documentación técnica (para usados termistores es 4190), A es una constante determinada en base al valor de B, y teniendo en cuenta que R está a 25 grados. C = 100 Com. Para convertir la resistencia a temperatura, el programa utiliza una tabla construida a partir de 64 puntos con interpolación lineal en intervalos.

Los circuitos de control externos del dispositivo no se detallan ya que existen muchas soluciones estándar y se dejan a elección del desarrollador. El diagrama de la primera opción se muestra a continuación.

Un termostato simple en un microcontrolador. Circuito del termostato
Figura 1. Circuito del termostato

A pesar de la sospechosa simplicidad del dispositivo, al utilizar un promedio múltiple, muestra de manera bastante consistente tres signos de temperatura.

Las características son las siguientes:

Temperaturas de funcionamiento +3.5, +5.5, +7.5, +13, +22 ° C.
Histéresis de control + 0.5 ° С
Sobrecalentamiento permisible +70 ° С
El botón 1 establece el rango (desplazamiento cíclico). El botón 2 muestra sobrecalentamiento y restablece la protección activada. Una característica esencial es la importante inercia debida a múltiples procedimientos de promediación.

Esquema en formato ACCEL EDA.

Texto fuente del programa. Para el compilador MPASM v02.20.

Programa para generar datos tabulares para termistores en formato MathCad Plus 5.0

Archivo de entrada para la generación de tablas De acuerdo con la hoja de datos del termistor 2322-640-54104.

Los resultados de las mediciones de prueba en forma de varias muestras de 1000 recuentos. lecturas del temporizador. Formato excel 97.

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Publicación: cxem.net

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