具有定时器或恒温器控制功能的温度计。方案、说明

温度计具有定时器或恒温器控制功能。无线电电子电气工程百科全书

免费技术库

各种电子数字温度计的描述已多次发表在《无线电》杂志的页面上。通常，它们包含温度频率转换器和非离散数字测量元件，可将测量的频率转换为温度读数。基于非离散元件构建的温度频率转换器需要校准，并允许在相当有限的范围内实现可接受的精度（由于元件温度特性的非线性）。现代元件库（微控制器和特殊传感器）的使用极大地简化了设备的电路，同时提高了测量的功能和准确性。

所提出的温度计的示意图如图 1 所示。一。

具有定时器或恒温器控制功能的温度计

其基础是流行的微控制器 (MK) PIC16F84A (DD1)。为了测量温度，使用了 MAXIM 的集成数字传感器 (VK1) DS18B20。该芯片不需要校准，允许您测量-55至+125°C的环境温度，在-10...+85°C范围内，制造商保证绝对测量误差不低于±0,5° C。 DS18B20 传感器是著名的 DS18X2X 系列中最先进的传感器，以前以 Dallas Semiconductor 品牌生产。与功能模拟 DS1820 和 DS18S20 不同，在开始测量之前，它允许您从以下值范围内设置所需的温度转换相对精度： 0,5； 0,25； 0,125和0,0625℃，而测量时间分别为93.75； 187,5； 375 和 750 毫秒。

DS18X2X传感器的工作原理是基于对由不同温度系数的发生器形成的时间间隔内由低温度系数的发生器产生的脉冲数进行计数，而传感器的内部逻辑采用考虑并补偿两个发电机的频率对温度的抛物线依赖性。

传感器 VK1 和 MK DD1 之间的控制命令和数据交换（工作频率为 4 MHz）通过单线双向数据总线 1 - Wire 进行。每个 DS18B20 都有一个唯一的 48 位序列号，在制造过程中激光蚀刻到 ROM 中，几乎允许任意数量的这些设备连接到同一总线。限制因素主要是顺序轮询连接到网络的所有传感器所花费的总时间。

MK DD1 以 1 秒的周期向 VK1 传感器发送命令，启动精度为 0,0625 °C 的温度测量过程，并从中接收上次测量的结果。变送器接收到的与测量温度相对应的 12 位代码会转换为十进制形式，四舍五入到十分之一度，并以动态模式显示在 HG1 LED 指示灯上。施加电压日志。 0 接至 RAO、RA1 或 RA2 输出之一，MK 打开指示灯相应位，同时将该位显示的数字的七元代码输出到 RBO-RB6 输出。指示器上的点控制将显示温度的整数部分与小数部分分开，由 MK 通过开漏输出 RA4 执行。指示器所有三位数字的显示周期约为 12,3 ms（频率 - 81 Hz）。

由于该设备使用三位数字指示器，因此在 -19,9 至 +99,9 °С 范围内，温度显示精度为 0,1 °С，在 -55...-20 和 +100... 区间内显示温度。 + 125 °С - 精确至 1 °С。另外，在这些区间内，温度测量的绝对误差增加到±2℃，因此精度为十分之几的温度显示就失去了意义。

在指示器上显示信息的每个周期结束时，MK 检查按钮 SB1 和 SB2 的状态，为此它将 RAO-RA2 输出处的电压设置为高逻辑电平（这对应于关闭所有位） HG1 指示器），并且在输出 RA4 - 电压为 log 0。位 RB5、RB6 被重新配置为输入，同时连接到 +5 V 电源总线的内部“上拉”电阻也连接到它们。因此，当按下SB1或SB2按钮时，RB5、RB6上的高逻辑电压电平被低电平取代，由MK监控。连接到这些位的 LED 指示器的元件对 MC 指示输入的状态没有显着影响，因为通过它们的相反方向的电流可以忽略不计。在显示信息期间按住按钮不会影响指示器的操作，因为通过按钮 SB4、SB5 的输出 RA6 和 RB1、RB2 之间的电流受到电阻器 R4、R5 的限制。

该器件通过镇流电容器 C220 由 3 V 交流电源供电。由于二极管电桥 VD1，电源电压的两个半波都通过齐纳二极管 VD2。结果，电容器C5上的电压纹波显着减小，并且可以减小电容器C3的电容，电容器CXNUMX决定电源向负载提供的最大电流。

定时电路 R1C4R2 在启动 MC 之前形成一个暂停，这是必要的，以便在网络中打开设备后，电容器 C5、C6 上的电压有时间增加到确保 MC 正常工作的水平.

当声音信号打开时，晶体管VT1上的级联开始工作，其集电极电路中包含声音发射器HA1，器件消耗的电流显着增加，因此，MK程序规定关闭指示灯信号的持续时间。该级联由电容器 C5 中积累的能量供电，这会导致其两端电压大幅“下降”。为了保持MC和温度传感器的电源电压稳定，器件中引入了集成稳压器DA1和大容量氧化电容器C6。如果不需要声音报警，可以去掉DA1芯片和电容C5，但此时D815E（VD2）必须更换为稳定电压为815V的D5,6A稳压二极管。

带有定时器功能的温度计的“固件”ROM MK 代码如表所示。一。

（点击放大）

当按下 SB1 按钮时，会发出短促的蜂鸣声，显示屏会显示声音信号响起之前的剩余时间值，如果计时器中的时间尚未设置，则显示 0（最低有效数字）。所需的时间延迟（1 ... 99 分钟内；通过按 SB2 按钮输入（不释放 SB1）。在这种情况下，指示器读数开始以 2 Hz 的频率自动增加。当达到所需值时，释放按钮 SB1 后 1 秒后返回温度读数。设定时间结束时，设备发出间歇性声音信号，频率为 10 Hz，持续 1500 秒。

在表中。图2显示了MK的“固件”的代码，赋予所述设备控制恒温器的功能，该恒温器在受控环境中以±1℃的精度维持给定温度。

（点击放大）

与前面的情况一样，使用按钮 SB54 和 SB124 可以查看和设置温度（在 -1 ... +2 °С 范围内）。设置的温度值存储在 MK 的非易失性数据存储器中，并在每次设备连接到网络时从其中加载。

当设备与恒温器一起运行时，控制加热器或冰箱压缩机的信号从 RA3 输出中移除，而晶体管 VT1 上安装了一个光电三极管继电器来代替级联，该继电器控制执行器或冰箱的电源。接触器，进而将加热器或压缩机连接到电源。这种继电器的可能变型的图如图2所示。 XNUMX.

具有定时器或恒温器控制功能的温度计

表中给出。 2“固件”MK旨在控制加热元件。例如，如果恒温器中的设定温度为+30°C，则RA3 MK的输出处将出现日志信号。 1（对应于打开加热器）当被控介质温度低于+29℃时，但一旦温度升至+31℃，加热器就会关闭。因此，打开和关闭加热器之间的滞后为 2 °C。表 02 中第一个带下划线的字节 (2) 对其值“负责”。 01：如果改为“1”，则迟滞会减少到03℃，如果换成“3”，则增加到XNUMX℃等，迟滞越小，设置越准确温度将维持在受控环境中，但更常见的是执行器的开关循环会重复，反之亦然。

控制冰箱压缩机时，信号为log。如果温度超过指定限制，则 RA1（包括冷却系统）的输出处应出现 3，并替换为日志级别。 0 一旦温度低于指定限值，再次考虑表中第一个下划线字节的值指定的滞后。 2、要实现这种操作模式，表中带下划线的第2、3、4字节必须分别替换为“19”、“15”和“11”

程序的源文本

对 MK 进行编程时，必须指定：发生器类型 - HS、WDT 和 PWRT 定时器 - 启用。

温度计的所有部件都安装在由双面箔玻璃纤维制成的印刷电路板上（图 3）。

具有定时器或恒温器控制功能的温度计

该板设计安装MLT电阻、电容KD（C1、C2）、额定电压73V的K17-400V（C3）、KM（C7）和K50-35（其余）。为了减小器件的尺寸，这些部件安装在电路板的两侧（标明了它们的参考名称）。安装过程中，跳线被焊接到接触垫的孔中，在图纸上用附近的点标记（它们的功能也由电容器 C7 的输出执行）。三位数 LED 指示器 HG1 由三个个位数 LSD3212-20（绿光）组装而成，可以用任何其他元件（每个元件（段））电流消耗不超过 20 mA 的器件代替。安装到位之前，紧邻外壳的 12 个指示器的引线被切断。

集成稳定器 78L05 (DA1) 可以用任何其他稳定电压为 +5 V 的稳定器代替。 HA1 声音发射器胶囊是任何带有电阻为 8 ... 25 欧姆绕组的小尺寸胶囊（作者使用HC0903A 电磁发射器）。

如果打算在恶劣的气候条件下使用温度计，应选择具有扩展温度范围（外壳上标注“+5℃”或更高）的氧化物电容器C6和C105，以及MK PIC16F84A-E/P版本，表明该微电路可以在-40至+125°C的温度下工作。在这种情况下，将安装好的温度计板放置在密封的塑料盒中并填充密封剂（例如环氧树脂）。内部按钮的孔用一块薄橡胶密封，然后在所得橡胶膜的两侧、按钮 SB1 和 SB2 上方，放置直径略小于按钮 SBXNUMX 和 SBXNUMX 上的孔直径的塑料圈。外壳是粘在一起的。因此，确保了设备元件与外部环境的完全隔离。在正常情况下使用该装置时，可以省略密封。

将温度传感器放置在温度计外壳内是不可能的，因为这会导致测量误差增加（由于元件加热）和环境温度变化时温度计读数的惯性。一种设计解决方案是将传感器芯片放置在适当大小的玻璃药物安瓿中。来自安瓿和温度计外壳的柔性电缆的出口点小心地填充了密封剂。三芯电缆的长度可以从几厘米到几十米。

该设备由可维修部件组装而成，没有安装错误，无需调整。

作者：S.Koryakov，沙赫蒂，罗斯托夫州

查看其他文章 部分功率调节器、温度计、热稳定器.

读和写 有帮助对这篇文章的评论.

<< 返回

科技、新电子最新动态：

用于触摸仿真的人造革 15.04.2024

在现代科技世界，距离变得越来越普遍，保持联系和亲密感非常重要。萨尔大学的德国科学家最近在人造皮肤方面的进展代表了虚拟交互的新时代。萨尔大学的德国研究人员开发出了超薄膜，可以远距离传输触觉。这项尖端技术为虚拟通信提供了新的机会，特别是对于那些发现自己远离亲人的人来说。研究人员开发的超薄膜厚度仅为 50 微米，可以融入纺织品中并像第二层皮肤一样穿着。这些薄膜充当传感器，识别来自妈妈或爸爸的触觉信号，并充当将这些动作传递给婴儿的执行器。父母触摸织物会激活传感器，对压力做出反应并使超薄膜变形。这 ... >>

Petgugu全球猫砂 15.04.2024

照顾宠物通常是一项挑战，尤其是在保持房屋清洁方面。 Petgugu Global 初创公司推出了一种有趣的新解决方案，这将使猫主人的生活变得更轻松，并帮助他们保持家中干净整洁。初创公司 Petgugu Global 推出了一款独特的猫厕所，可以自动冲掉粪便，让你的家保持干净清新。这款创新设备配备了各种智能传感器，可以监控宠物的厕所活动并在使用后激活自动清洁。该设备连接到下水道系统，确保有效清除废物，无需业主干预。此外，该厕所还具有较大的可冲水存储容量，非常适合多猫家庭。 Petgugu 猫砂碗专为与水溶性猫砂一起使用而设计，并提供一系列附加功能 ... >>

体贴男人的魅力 14.04.2024

长期以来，女性更喜欢“坏男孩”的刻板印象一直很普遍。然而，英国莫纳什大学科学家最近进行的研究为这个问题提供了新的视角。他们研究了女性如何回应男性的情感责任和帮助他人的意愿。这项研究的结果可能会改变我们对男性对女性吸引力的理解。莫纳什大学科学家进行的一项研究得出了有关男性对女性吸引力的新发现。在实验中，女性看到了男性的照片，并附有关于他们在各种情况下的行为的简短故事，包括他们对遇到无家可归者的反应。一些人无视这名无家可归的人，而另一些人则帮助他，比如给他买食物。一项研究发现，与表现出同理心和善良的男性相比，表现出同理心和善良的男性对女性更具吸引力。 ... >>

来自档案馆的随机新闻

毒蘑菇闻起来是什么味道？ 02.04.2007

通常，有毒植物和动物以鲜艳的颜色来区分，警告它们不应该被触摸。

虽然毒药本身是一种很好的防御，但直到攻击者中毒身亡，他才有时间造成重大伤害。为什么毒蘑菇通常颜色不鲜艳，看起来像可食用的？

加拿大生物学家托马斯·谢拉特思考过这个问题。他与合作者一起对北美和欧洲的毒蘑菇特性进行了详细分析。事实证明，通常，毒蘑菇与食用蘑菇的不同之处不是颜色鲜艳，而是一种特殊的气味。也许他们有特定的口味，但生物学家并没有开始对自己进行检查。

是什么解释了有毒蘑菇不是通过颜色而是通过气味来传达其毒性的事实？最有可能的是，自然界中蘑菇的主要爱好者，例如蛞蝓和刺猬，主要在夜间和黄昏时进食，此时色觉不起作用。

其他有趣的新闻：

▪ 第五叶绿素

▪ 袖珍照片打印机

▪ 关于祷告的益处

▪ 17" 触摸屏面板，带 7 线通信系统

▪ 钓鱼灯笼

科技、新电子资讯

免费技术图书馆的有趣材料：

▪ 网站电子目录的部分。文章精选

▪ 文章带电机的瓦楞纸板。给建模者的建议

▪ 文章 1873 年之前，日本对一天的时间划分与西方的划分有何不同？详细解答

▪ 文章独木舟，就像印第安人一样。旅游小贴士