מדחום עם טיימר או פונקציית בקרת תרמוסטט. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מדחום עם טיימר או פונקציית בקרת תרמוסטט. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / ווסת כוח, מדי חום, מייצבי חום

תיאורים של מדי חום דיגיטליים אלקטרוניים שונים פורסמו שוב ושוב בדפי מגזין רדיו. ככלל, הם הכילו ממיר תדר טמפרטורה ורכיבי מדידה דיגיטליים לא בדידים שהמירו את התדר הנמדד לקריאות טמפרטורה. ממיר טמפרטורה-תדר שנבנה באמצעות אלמנטים לא בדידים דורש כיול ומאפשר להגיע לדיוק מקובל בטווח די מוגבל (עקב אי-ליניאריות של מאפייני הטמפרטורה של האלמנטים). השימוש בבסיס אלמנטים מודרניים - מיקרו-בקרים וחיישנים מיוחדים - מפשט באופן משמעותי את עיצוב המעגל של המכשיר ובו זמנית מגדיל את הפונקציונליות והדיוק של המדידות.

התרשים הסכמטי של המדחום המוצע מוצג באיור. אחד.

מדחום עם טיימר או פונקציית בקרת תרמוסטט

הבסיס שלו הוא המיקרו-בקר הפופולרי (MCU) PIC16F84A (DD1). למדידת טמפרטורה, נעשה שימוש בחיישן דיגיטלי משולב (BK1) DS18B20 מבית MAXIM. מיקרו-מעגל זה אינו מצריך כיול ומאפשר למדוד טמפרטורות סביבה מ-55 עד +125 מעלות צלזיוס, ובטווח -10...+85 מעלות צלזיוס היצרן מבטיח שגיאת מדידה מוחלטת שאינה גרועה מ-0,5 מעלות צלזיוס . חיישן DS18B20 הוא המתקדם ביותר ממשפחת ה-DS18X2X הידועה, שיוצרה בעבר תחת המותג Dallas Semiconductor. שלא כמו האנלוגים הפונקציונליים DS1820 ו-DS18S20, לפני תחילת המדידה, זה מאפשר לך להגדיר את הדיוק היחסי הנדרש של המרת טמפרטורה מטווח הערכים הבא: 0,5; 0,25; 0,125 ו-0,0625 מעלות צלזיוס, בעוד זמן המדידה הוא 93.75, בהתאמה; 187,5; 375 ו-750 אלפיות השנייה.

עקרון הפעולה של חיישן DS18X2X מבוסס על ספירת מספר הפולסים שנוצרו על ידי גנרטור עם מקדם טמפרטורה נמוך במרווח הזמן, שנוצר על ידי גנרטור עם מקדם טמפרטורה שונה, בעוד שהלוגיקה הפנימית של החיישן לוקחת לוקח בחשבון ומפצה על התלות הפרבולית של התדרים של שני הגנרטורים בטמפרטורה.

חילופי פקודות בקרה ונתונים בין חיישן VK1 למיקרו-בקר DD1, הפועלים בתדר של 4 מגה-הרץ, מתבצעת באמצעות אפיק שידור נתונים דו-כיווני 1-Wire. לכל DS18B20 מספר ייחודי של 48 סיביות, שנכתב בלייזר ל-ROM במהלך הייצור, המאפשר לחבר כמעט כל מספר של מכשירים לאותו אוטובוס. הגורם המגביל הוא בעיקר הזמן הכולל המושקע בסקר רציף של כל החיישנים המחוברים לרשת.

בפרק זמן של 1 שניות, MK DD1 שולח פקודה לחיישן BK1 כדי להתחיל את תהליך מדידת הטמפרטורה בדיוק של 0,0625 מעלות צלזיוס ומקבל ממנו את תוצאת המדידה הקודמת. קוד 12 הסיביות המתקבל על ידי השולח, המתאים לטמפרטורה הנמדדת, מומר לצורה עשרונית, מעוגל לעשיריות המעלה ומוצג על מחוון LED HG1 במצב דינמי. על ידי יישום יומן מתח. 0 לאחת מהיציאות RAO, RA1 או RA2, ה-MK מפעיל את הספרה המתאימה של המחוון, תוך הפלט של קוד שבעת האלמנטים של הספרה המוצגת בספרה זו ליציאות RBO-RB6. הנקודה על המחוון שמפרידה את כל החלק של הטמפרטורה המוצגת מהטמפרטורה העשרונית נשלטת על ידי ה-MK דרך מוצא הניקוז הפתוח RA4. תקופת התצוגה של כל שלוש הספרות של המחוון היא כ-12,3 אלפיות השנייה (תדר - 81 הרץ).

היות והמכשיר משתמש במחוון תלת ספרתי, בטווח שבין -19,9 ל-+99,9 מעלות צלזיוס הטמפרטורה מוצגת בדיוק של 0,1 מעלות צלזיוס, ובטווחים -55...-20 ו-+100... + 125 מעלות צלזיוס - מדויק עד 1 מעלות צלזיוס. בנוסף, במרווחים אלו השגיאה המוחלטת במדידת הטמפרטורה עולה ל- ±2 מעלות צלזיוס, כך שהצגת טמפרטורה בדיוק של עשיריות המעלה הופכת חסרת משמעות.

בתום כל פרק זמן של הצגת מידע על המחוון, הח"כ בודק את מצב הכפתורים SB1 ו-SB2, עבורם הוא מגדיר את המתח לרמה לוגית גבוהה ביציאות RAO-RA2 (זה מתאים לכיבוי כל סיביות של מחוון HG1), וביציאה RA4 - המתח הוא log 0. סיביות RB5, RB6 מוגדרות מחדש לקלט, ונגדים פנימיים "משיכה למעלה" המחוברים לאפיק הכוח +5 V מחוברים אליהם. כך , כאשר אתה לוחץ על כפתור SB1 או SB2, רמת המתח הלוגי הגבוה ב-RB5, RB6 מוחלפת באחת נמוכה, המנוטרת על ידי הח"כ. אלמנטי חיווי LED המחוברים לפריקות אלו אינם משפיעים באופן משמעותי על מצב כניסות ה-MK המצוינות, שכן הזרם בכיוון ההפוך דרכם זניח. שמירה על הכפתורים לחוץ אינה משפיעה על פעולת המחוונים במהלך תקופת הצגת המידע, שכן הזרם בין היציאות RA4 ו- RB5, RB6 דרך הכפתורים SB1, SB2 מוגבל על ידי נגדים R4, R5.

המכשיר מופעל באמצעות 220V AC באמצעות קבל נטל C3. הודות לגשר הדיודה VD1, שני חצאי הגלים של מתח החשמל עוברים דרך דיודת הזנר VD2. כתוצאה מכך, אדוות המתח על הקבל C5 מופחתת באופן משמעותי ומתאפשרת להפחית את הקיבול של הקבל C3, הקובע את הזרם המרבי שמספק מקור הכוח לעומס.

מעגל התזמון R1C4R2 יוצר הפסקה לפני הפעלת ה-MC, דבר הכרחי כדי שאחרי הפעלת המכשיר ברשת, המתח על הקבלים C5, C6 יספיק לעלות לרמה שמבטיחה את הפעולה הרגילה של ה-MC .

כאשר אות הקול מופעל, כאשר המפל בטרנזיסטור VT1 עם פולט הקול HA1 מחובר למעגל הקולט שלו נכנס לפעולה, הזרם הנצרך על ידי המכשיר גדל באופן משמעותי, ולכן תוכנית MK מספקת לכבות את המחוון עבור משך האות. מפל זה מופעל על ידי האנרגיה המצטברת בקבל C5, מה שמוביל לירידות מתח גדולות על פניו. כדי לשמור על מתח אספקה יציב ל-MK ולחיישן הטמפרטורה, מוכנסים למכשיר מייצב מתח משולב DA1 וקבל תחמוצת בעל קיבולת גבוהה C6. אם אין צורך באזעקת קול, ניתן לבטל את המיקרו-מעגל DA1 ואת הקבל C5, אך במקרה זה יש להחליף את D815E (VD2) בדיודת זנר D815A עם מתח ייצוב של 5,6 V.

קודי "קושחה" ROM MK עבור מדחום עם פונקציית טיימר מוצגים בטבלה. אחד.

(לחץ להגדלה)

כאשר אתה לוחץ על הלחצן SB1, נשמע צפצוף קצר והמחוון מציג את ערך הזמן שנותר לפני אות הצפצוף או 0 (בספרה הפחות משמעותית) אם השעה לא הוגדרה בטיימר. עיכוב הזמן הנדרש (בתוך 1 ... 99 דקות; היכנס על ידי לחיצה על כפתור SB2 (בלי לשחרר את SB1). במקרה זה, קריאות המחוונים מתחילות לעלות אוטומטית בתדר של 2 הרץ. כאשר הערך הרצוי מגיע, הלחצנים משתחררים. קריאות הטמפרטורה חוזרות לאחר 1 שניות לאחר שחרור כפתור SB1.בסוף הזמן שצוין, המכשיר פולט אות קול לסירוגין בתדר של 10 הרץ למשך 1500 שניות.

בשולחן איור 2 מציג את קודי ה"קושחה" של MK, המעניקים למכשיר המתואר את הפונקציה של שליטה על תרמוסטט השומר על טמפרטורה נתונה בסביבה מבוקרת עם דיוק של ±1 מעלות צלזיוס.

(לחץ להגדלה)

צפייה והגדרת הטמפרטורה (בטווח -54...+124 מעלות צלזיוס) מתבצעת, כמו במקרה הקודם, באמצעות הלחצנים SB1 ו-SB2. ערך הטמפרטורה שנקבע נשמר בזיכרון הנתונים הבלתי נדיפים של ה-MK ונטען ממנו בכל פעם שהמכשיר מחובר לרשת.

כאשר פועל מכשיר עם תרמוסטט, האות לשלוט על המחמם או המדחס של המקרר מוסר מהמוצא RA3, ובמקום מפל, מותקן ממסר אופטוסימיסטורי על הטרנזיסטור VT1, השולט בכוח האקטואטור או המגע , אשר, בתורו, מחבר את התנור או המדחס לרשת החשמל. תרשים של גרסה אפשרית של ממסר כזה מוצג באיור. 2.

מדחום עם טיימר או פונקציית בקרת תרמוסטט

נתון בטבלה. 2 "קושחה" של MK מיועדת לשלוט בגוף החימום. לדוגמה, אם הטמפרטורה שנקבעה בתרמוסטט היא +30 מעלות צלזיוס, אז יופיע אות יומן ביציאת RA3 של ה-MK. 1 (מקביל להפעלת המחמם) כאשר טמפרטורת הסביבה המבוקרת יורדת מתחת ל-29 מעלות צלזיוס, אך ברגע שהטמפרטורה תעלה ל-31 מעלות צלזיוס, התנור יכבה. לפיכך, ההיסטרזיס בין הפעלה וכיבוי של תנור החימום הוא 2 מעלות צלזיוס. הבית הראשון עם קו תחתון (02) בטבלה הוא "אחראי" לערכו. 2: אם הוא יוחלף ב-"01", ההיסטרזיס תקטן ל-1 מעלות צלזיוס, ואם תוחלף ב-"03", הוא יגדל ל-3 מעלות צלזיוס וכו'. הטמפרטורה תישמר בסביבה מבוקרת, אך לעתים קרובות יותר מחזורי ההדלקה והכיבוי של המפעיל יחזרו על עצמם, ולהיפך.

בעת שליטה במדחס המקרר, האות הוא יומן. 1 ביציאה RA3, אשר מפעיל את מערכת הקירור, אמור להופיע אם הטמפרטורה חורגת מהגבול שצוין ומשתנה לרמת יומן. 0 ברגע שהטמפרטורה יורדת מתחת לגבול שצוין, שוב תוך התחשבות בהיסטרזיס שצוין על ידי הערך של הבת הראשון המסומן בקו תחתון בטבלה. 2. כדי ליישם מצב הפעלה זה, יש להחליף את ה-2, 3 ו-4 בתים המסומנים בקו תחתון של הטבלה ב-"19", "15" ו-"11" בהתאמה

טקסטי מקור של תוכניות

בעת תכנות ה-MK, עליך לציין: סוג גנרטור - טיימרים HS, WDT ו-PWRT - מופעלים.

כל חלקי המדחום מותקנים על לוח מעגלים מודפס עשוי פיברגלס נייר כסף דו צדדי (איור 3).

מדחום עם טיימר או פונקציית בקרת תרמוסטט

הלוח מיועד להתקנת נגדי MLT, קבלי KD (C1, C2), K73-17V עם מתח נקוב של 400 V (C3), KM (C7) ו-K50-35 (אחרים). כדי להקטין את ממדי המכשיר, חלקים מותקנים משני צידי הלוח (שם מצוינים ייעודי המיקום שלהם). מגשרים חוטים מולחמים לתוך החורים של רפידות המגע, המסומנים בשרטוט עם נקודה סמוכה, במהלך ההתקנה (תפקידם מבוצע גם על ידי הפלט של קבל C7). מחוון LED תלת ספרתי HG1 מורכב משלושה ספרות חד ספרות LSD3212-20 (צבע ירוק) וניתן להחלפה בכל אחר עם צריכת זרם של לא יותר מ-20 mA לכל אלמנט (קטע). לפני ההתקנה במקום, הכבל של 12 מחוונים מנותקים בסביבה הקרובה של הדיור.

אנו יכולים להחליף את המייצב המשולב 78L05 (DA1) בכל אחד אחר עם מתח ייצוב של +5 V. פולט קפסולת הקול HA1 הוא כל אחד בגודל קטן עם התנגדות מתפתלת של 8...25 אוהם (המחבר השתמש פולט אלקטרומגנטי NS0903A).

אם אתה מתכוון להשתמש במדחום בתנאי אקלים קשים, יש לבחור קבלי תחמוצת C5 ו-C6 עם טווח טמפרטורות מורחב (מסומן על המארז "+105 מעלות צלזיוס" ומעלה), וה-PIC16F84A MK צריך להיות של E/ גרסת P, המציינת שהשבב הזה יכול לעבוד בטמפרטורות שבין -40 ל-+125 מעלות צלזיוס. במקרה זה, לוח המדחום המותקן ממוקם במארז פלסטיק אטום ומלא באיטום (לדוגמה, שרף אפוקסי). החורים לכפתורים נאטמים מבפנים בחתיכת גומי דקה, ולאחר מכן מודבקים עיגולי פלסטיק בקוטר מעט קטן מקוטר החורים במארז משני צידי קרום הגומי שנוצר, מעל הכפתורים SB1 ו-SB2. זה מבטיח בידוד מוחלט של רכיבי המכשיר מהסביבה החיצונית. בעת שימוש במכשיר בתנאים רגילים, אין צורך לבצע איטום.

אי אפשר למקם את חיישן הטמפרטורה בתוך מארז המדחום, מכיוון שהדבר יוביל לעלייה בטעות המדידה (עקב חימום האלמנטים) ואינרציה של קריאות מד החום כאשר טמפרטורת הסביבה משתנה. פתרון עיצובי אחד הוא למקם את שבב החיישן בתוך אמפולת סמים מזכוכית בגודל מתאים. נקודות היציאה של הכבל הגמיש מהאמפולה ומקופסת המדחום ממולאות בקפידה באיטום. אורכו של כבל שלוש ליבות יכול להיות בין כמה סנטימטרים לעשרות מטרים.

מורכב מחלקים הניתנים לתיקון וללא שגיאות התקנה, אין צורך להתאים את המכשיר.

מחבר: S.Koryakov, Shakhty, אזור רוסטוב

ראה מאמרים אחרים סעיף ווסת כוח, מדי חום, מייצבי חום.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מזל"ט בסגנון בובי 24.12.2016

הסובבים הם משפחה של עופות ים ממסדר השקנאים. ציפורים אלו עפות במהירות של 50-60 קמ"ש, צוללות למים מגובה של 30 מ', מקפלות את כנפיהן תוך 0,1 שניות, צוללות במהירות של כמעט 100 קמ"ש וצוללות לעומק של 12- 15 מ'. באופן טבעי, שתכונות יוצאות דופן כאלה משכו את תשומת לבם של חוקרים באימפריאל קולג' בלונדון, שמפתחים סוג חדש של מזל"ט.

השנה נולדו כמה מל"טים אמפיביים המסוגלים לנוע גם באוויר וגם מתחת למים. לדוגמה, ה-Loon Copter שפותח על ידי אוניברסיטת אוקלנד (ניו זילנד) הוא quadcopter שיושב על המים, ממלא את תא הציפה במים ושוקע לאט. ו-CRACUNS, תוצרת המעבדה לפיזיקה יישומית של אוניברסיטת ג'ונס הופקינס, להיפך, מבלה את רוב הזמן מתחת למים ועולה לאוויר רק כשצריך (עם זאת, היא עדיין לא יכולה לחזור למים).

על מנת להתגבר על החסרונות של הדגמים הקיימים ולהפוך את המל"ט האמפיבי לזריז יותר, עיצבו החוקרים את המכשיר שלהם, הנקרא AquaMav, לצורת מיני רקטה בעלת תצורות כנפיים משתנות. הרחפן במשקל 200 גרם מורם לאוויר הודות לכנפיים המתקפלות לאורך הגוף כשמתעורר הצורך לצלול כמו טמבל. המל"ט יוצא מהמים באותה מהירות בעזרת פחית פחמן דו חמצני, וצובר מספיק מהירות כדי להתחיל לגלוש שוב. בכך המכשיר כבר דומה יותר לדג מעופף מאשר לציפור.

AquaMav מסוגל להישאר באוויר עד 14 דקות ולהגיע למהירויות של עד 48 קמ"ש. עם טווח טיסה של עד 5 ק"מ, המל"ט יכול להיות עוזר טוב במצבי חירום, למשל, כאשר נפט משתחרר למים, שכן הוא יכול לשמש גם למעקב וגם לדגימת מים.

עוד חדשות מעניינות:

▪ דמיון פנים מגביר את האמון בין אנשים מאותו המין

▪ תצוגת גביש נוזלי TFT הגדולה בעולם

▪ לוויינים יעופו בזוג מראות

▪ בינה מלאכותית תעזור לך לבחור מתכון

▪ ארבעה אינץ' לשחקנים

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר שעונים, טיימרים, ממסרים, מתגי עומס. בחירת מאמרים

▪ מאמר יסודות תיאורטיים של בטיחות חיים. יסודות חיים בטוחים

▪ מאמר מתי היה היום שבו ל-BBC לא היו חדשות? תשובה מפורטת

▪ מאמר רתך במתקני ריתוך דיפוזיה. תיאור משרה