孵化器的微控制器控制装置。方案、说明

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用于培养箱的微控制器控制装置。无线电电子电气工程百科全书

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引起读者注意的设备是控制小型培养箱的设备的作者开发的选项之一。它提供温度稳定性并定期激活执行器电机以转动托盘。它还可以用作精确的温度控制器，可以定期连接额外的负载，例如风扇。

该设备与之前描述的设备的不同之处在于，它执行全数字温度控制和稳定，精度为 0,1 °C 和可变滞后，并且还允许您在 1 ... 999 秒内调整执行器的操作时间，并在 1 ... 999 分钟内调整启动发动机之间的暂停。

该设备由通过五线电缆连接的控制和开关单元组成。

控制单元原理图如图所示。 1. 它包含一个 DDI 微控制器，用于执行比较温度和计数时间间隔所需的所有操作、一个 DD2 解码器、HG1-HG3 指示器和两个电源电压调节器：DA1 - 设备的数字部分和 DA2 - 模拟部分。

微控制器培养箱控制装置

开关单元（图2）由两个电子钥匙组成，其中一个（R22、U1、VD5、R24、VS1）用于打开和关闭加热器（照明灯EL1），另一个（R23、U2、VD6、R25、VS2）用于执行器的电动机。

微控制器培养箱控制装置

为了测量温度，使用了输出电压与温度呈线性关系的集成温度传感器 DA3 [1]。在晶体管VT3、VT4上装配有1mA电流发生器，为DA3供电。从其输出 1 获取的电压提供给 DA5 芯片 (iA02PP1 [2]) 上的电压频率转换器。

由于 DA1 传感器的引脚 3 相对于引脚 2 的电压取决于温度，系数为 10 mV/K（K - 开尔文），为了将读数转换为摄氏度，将 +8 V 的参考电压施加到 DA5 的引脚 2,732，该电压取自稳定器 DA3 的引脚 4

来自 DA9 转换器引脚 5 的脉冲被馈送到组装在晶体管 VT1、VT2 上的整形器（见图 1），其输出的放大振荡被馈送到计数输入 RA4 DD1。微控制器测量输入信号的频率并控制指示器HG1-HG3。第一个显示十度，第二个和第三个分别显示单位和十分之一摄氏度。

使用按钮 SB1-SB3 控制设备。当您第一次按下SB1（“安装”）时，指示灯显示下限温度值（如果低于该值，加热器将打开）。松开按钮后，设备进入设置模式，指示灯闪烁，代表参数的可修改位。最初，最低有效数字 (HG3) 可以更改。通过按 SB2（“选择”）按钮选择所需的位，并使用 SB3（“+”）设置所需的值。

下次按下 SB1 按钮将使设备进入温度上限设置模式（如果超过，加热器将关闭）。通过操作相同的按钮SB2和SB3来设置所需值。

第三次按下 SB1 按钮后，指示器将显示下一次暂停后托盘旋转机构被激活的时间（以秒为单位）。下一次按下 SB1 将显示修改打开电动机之间的时间间隔（以分钟为单位）。如果这些参数（工作或暂停时间）至少之一等于零，则执行器不会打开。

最后，第五次按下 SB1 按钮使设备进入操作模式，并且当前温度值出现在指示器上。所有设置的参数都存储在DDI微控制器的非易失性存储器中。需要注意的是，在设置模式下，不进行温度测量和比较。

DD1 微控制器的程序代码如表所示。

（点击放大）

控制和开关单元以及设备的测量部分（图2中用点划线圈出）安装在适当尺寸的单独原型板上（未开发印刷板）。

允许使用任何在 12 mA 电流下提供至少 150 V 输出电压的小型装置作为设备的电源。

控制单元中可以使用微控制器 PIC16F84A、PIC16CR84 或 PIC16C84 代替 PIC16F84。固定电阻器 R16 - R18 - 与标称值的公差为 ± 1 ... 2%，其余 - 公差为 ± 10%，调谐电阻器 R19 和 R20 - SPZ-19a、SPZ-39a 或电线 SP5-2。 AOU115G光耦可替换为AOU115D、AOU1V器件、ALS324B指示器——同进口共阳极同类产品（同时电阻R5-R12阻值可增大XNUMX~XNUMX倍）。

除KU208G外，双向可控硅TS112-10、TS112-16也可用于开关单元。如果双向可控硅的负载功率不超过200W，则可以不使用散热器，否则需要肋状散热器（开关功率至1kW，其尺寸约为60x50x25mm）。

温度传感器 K1019ChT1 与 [1] K19Ml（LM335 的国外类似物）中描述的温度传感器的不同之处在于没有校准输出。使用 K1019EM1 时，连接其输出 3，而不是 K2ChT1019 的输出 1，连接输出 2 - 而不是输出 1，并且校准输出保持空闲状态。

微控制器培养箱控制装置

VFC芯片UA02PP1是国外LM331的改进型类似物，其开关电路如图3所示。 0. 极端情况下，可以使用KR1PP1108代替UA1PP1，按照图3所示开启。 1，在[15]中给出，并将任何频率设置元件的值减少一半（最好是电容器C15）。然而，这种替换需要使用电压为+XNUMX 和-XNUMX V 的双极电源。

设置设备归结为校准测量部分。

为此，将 DA3 传感器放置在融化的雪或冰中，并且微调电阻器 R19 将指示器的读数设置为零。然后，将传感器与精确的温度计一起放入热水瓶中，并将水加热至 +30...40 °C。经过一段时间后，微调电阻R20达到相应的指标读数。在某些情况下，可能需要选择 16 ... 90 kOhm 范围内的电阻器 R110。

各种设备设计都是可能的。例如，控制单元位于培养箱外部，并通过五线电缆连接到位于培养箱室内部的开关装置。无论如何，建议将测量部分制成安装在托盘上方的远程传感器的形式，并通过三线电缆连接到设备。在作者的版本中，该装置安装在一块小板上，并放置在一个密封的塑料盒中。

[4] 中给出了执行器设计的建议。应当指出的是，由于可以精确设定发动机的运行时间，因此发动机变速箱的轴上不需要凸轮机构和接触开关。在装置调整时，只需准确选择这样的发动机运转时间，使变速箱轴旋转至所需角度即可。

文学

比留科夫。热传感器 K1019EM1、K1019EM1A。 - 广播，1996 年，第 7 期，第 59 页XNUMX.
技术说明 UA02PP1。 -
集成电压频率电压转换器KR1108PP1及其应用。 - 广播，2001 年，第 8 期，第 51 节。
Grigoriev A. 孵化器运动学控制单元。 - 广播，1999 年，第 10 期，p。 32.

作者：A.Borisevich，塞瓦斯托波尔，乌克兰

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