Một kỹ thuật số mạch điều khiển nhiệt độ là bộ điều khiển nhiệt độ chính xác trong các ứng dụng y tế, công nghiệp và gia đình. Hệ thống này tốt hơn hệ thống điều chỉnh nhiệt / tương tự, có độ chính xác kém. Ví dụ, nó có thể sử dụng để kiểm soát nhiệt độ của tủ ấm, nơi duy trì nhiệt độ chính xác là rất quan trọng.

Hệ thống kiểm soát nhiệt độ kỹ thuật số

Sơ đồ khối điều khiển nhiệt độ kỹ thuật số Mô tả

Hệ thống điều khiển nhiệt độ kỹ thuật số được đề xuất này cung cấp thông tin nhiệt độ trên màn hình và khi nhiệt độ vượt quá điểm cài đặt, thì tải (tức là Bộ gia nhiệt) sẽ TẮT. Trong dự án này, một đèn được cung cấp như một tải cho mục đích trình diễn. Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển nhiệt độ kỹ thuật số được đưa ra dưới đây.

Sơ đồ khối của bộ điều khiển nhiệt độ kỹ thuật số

Hệ thống điều khiển nhiệt độ kỹ thuật số được đề xuất sử dụng Vi điều khiển thuộc họ 8051, là trung tâm của ứng dụng. Bộ phận hiển thị bao gồm bốn hiển thị bảy phân đoạn , Cảm biến nhiệt độ và được giao tiếp với Vi điều khiển.

Cảm biến nhiệt độ kỹ thuật số giao tiếp với Bộ vi điều khiển để cảm nhận các điều kiện nhiệt độ. Hệ thống này cũng cung cấp bốn công tắc nút nhấn để điều chỉnh cài đặt nhiệt độ.

Sau đó, Bộ vi điều khiển liên tục thăm dò thông tin nhiệt độ thông qua cảm biến nhiệt độ kỹ thuật số và hiển thị trên bộ hiển thị 7 đoạn và tự động TẮT đèn khi nhiệt độ tương ứng vượt quá điểm cài đặt.

yêu cầu phần cứng

Máy biến áp (230 - 12 v ac)
Bộ điều chỉnh điện áp (LM 7805)
Chỉnh lưu
Bộ lọc
Bộ vi điều khiển (at89s52 / at89c51)
DS1621 Cảm biến nhiệt độ
Nút ấn
7 đoạn hiển thị
BC547
Điện trở
Tụ điện
1N4007
Chuyển tiếp

Vi điều khiển (AT89S52)

Atmel AT89S52 là Bộ vi điều khiển mạnh mẽ dựa trên 8051 cung cấp giải pháp linh hoạt và hiệu quả về chi phí cho nhiều ứng dụng điều khiển nhúng.

AT89S52 cung cấp các tính năng tiêu chuẩn sau:

8K byte Flash
256 byte RAM
32 dòng I / O
Bộ đếm thời gian cho cơ quan giám sát
Hai con trỏ dữ liệu
Ba bộ đếm / bộ đếm thời gian 16 bit
Kiến trúc ngắt hai cấp sáu vector
Một cổng nối tiếp song công đầy đủ
Bộ dao động trên chip và mạch đồng hồ

Sơ đồ chân được đưa ra bên dưới.

Bộ vi điều khiển 8051

Cảm biến nhiệt độ- DS1621

Cảm biến là một thiết bị nhận và phản hồi tín hiệu hoặc kích thích. Cảm biến chỉ có thể chuyển đổi tín hiệu nhận được thành dạng điện.

Các Cảm biến nhiệt độ- DS 1621 cung cấp các tính năng tiêu chuẩn sau:

Phép đo không yêu cầu các thành phần bên ngoài
Đo nhiệt độ từ -55 ° C đến + 125 ° C với gia số 0,5 ° C (67 ° F đến 257 ° F trong khoảng tăng 0,9 ° F)
Nhiệt độ được đọc dưới dạng giá trị 9 bit (truyền 2 byte)
Phạm vi cung cấp điện rộng (2,7V đến 5,5V)
Chuyển đổi nhiệt độ sang từ kỹ thuật số trong vòng chưa đầy 1 giây
Cài đặt ổn nhiệt là người dùng có thể xác định và Không thay đổi
Dữ liệu được đọc / ghi qua giao diện nối tiếp 2 dây (mở các đường I / O cống)
Các ứng dụng bao gồm điều khiển ổn nhiệt, hệ thống công nghiệp, sản phẩm tiêu dùng, nhiệt kế hoặc bất kỳ hệ thống nhạy cảm nhiệt nào
Đó là gói DIP hoặc SO 8 chân

Ghim Mô tả

Mô tả chân DS1621

“một megger làm gì ”

SDA - Đầu vào / đầu ra dữ liệu nối tiếp 2 dây
SCL - Đồng hồ nối tiếp 2 dây
GND - Mặt đất
TOUT - Tín hiệu đầu ra của bộ điều nhiệt
A0 - Đầu vào địa chỉ chip
A1 - Đầu vào địa chỉ chip
A2 - Đầu vào địa chỉ chip
VDD - Điện áp cung cấp điện

Sơ đồ chức năng của DS1621 được thể hiện trong hình bên dưới.

Sơ đồ khối chức năng DS1621

DS1621 cung cấp các bài đọc nhiệt độ 9 bit, cho biết nhiệt độ của thiết bị. Tín hiệu đầu ra của bộ điều nhiệt (TOUT) hoạt động khi nhiệt độ của thiết bị vượt quá nhiệt độ do người dùng xác định (TH).

Đầu ra vẫn hoạt động cho đến khi nhiệt độ giảm xuống dưới TL nhiệt độ do người dùng xác định, cho phép bất kỳ độ trễ nào cần thiết. Các cài đặt nhiệt độ do người dùng xác định được lưu trữ trong bộ nhớ không bay hơi nên các bộ phận có thể được lập trình trước khi lắp vào hệ thống.

Tất cả các cài đặt nhiệt độ và đọc nhiệt độ đều được giao tiếp đến / từ DS1621 từ Bộ vi điều khiển qua giao diện nối tiếp 2 dây (I2C) đơn giản .

Đo nhiệt độ

DS1621 đo nhiệt độ bằng cảm biến nhiệt độ dựa trên độ rộng vùng cấm. Một delta-sigma bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số (ADC) chuyển đổi nhiệt độ đo được thành giá trị kỹ thuật số được hiệu chuẩn theo ° C hoặc ° F.

Việc đọc nhiệt độ được cung cấp ở dạng đọc bổ sung 9 bit, hai bằng cách ra lệnh READ TEMPERATURE. Dữ liệu được truyền qua giao diện nối tiếp 2 dây - MSB đầu tiên ( Giao diện giao tiếp nối tiếp I2C ).

“một số ví dụ về chất cách điện là gì ”

Hiển thị bảy phân đoạn cơ bản

Phiên bản này là phiên bản cực dương thông thường. Điều đó có nghĩa là chân dương của mỗi đèn LED được kết nối với một điểm chung là chân 3, Vcc trong trường hợp này. Mỗi Điốt phát sáng có chân âm được nối với một trong các chân của thiết bị.

Màn hình LED 7 đoạn

Để làm cho nó hoạt động, bạn cần kết nối chân 3 đến 5 vôn. Sau đó, để mỗi đoạn sáng lên, hãy nối chân nối đất của led đó với đất thông qua một điện trở. Nó cũng có thể được sử dụng thông qua bất kỳ chân cổng Vi điều khiển nào ở chế độ chìm đối với ví dụ. PORT 0 trong Vi điều khiển dòng 8051.

Phần mềm

Chúng tôi đã sử dụng ngôn ngữ ‘C’ để viết mã ứng dụng và biên dịch bằng trình biên dịch KEIL micro vision (IDE). Sau khi hoàn thành việc viết phần mềm, mã đó sẽ được chuyển đổi thành mã thập lục phân để điều khiển Bộ vi điều khiển. Mã hex đã tạo được ghi vào Bộ vi điều khiển bằng cách sử dụng một bộ lập trình phù hợp.

Sơ đồ kết nối của bộ điều khiển nhiệt độ kỹ thuật số

Nguồn điện 5v được yêu cầu để vận hành hệ thống, kết nối với chân 40 của Vi điều khiển & GND được kết nối với chân 20 của nó. Chân 1,0 đến 1,3 của cổng 1 được kết nối với các nút nhấn. Các chân 3.5 đến 3.7 của Vi điều khiển được kết nối tương ứng với 1, 2, 3 chân của cảm biến nhiệt độ DS1621.

Sơ đồ điều khiển nhiệt độ kỹ thuật số

Chân 0,0 đến 0,6 của cổng 0 của Vi điều khiển được kết nối với màn hình 7 đoạn. Chân 2.0 đến 2.3 của cổng 2 của Vi điều khiển được kết nối với bóng bán dẫn BC547 của cổng 2 của Vi điều khiển được kết nối với bóng bán dẫn BC547. Chân 2,4 được kết nối với một bóng bán dẫn BC547 khác điều khiển rơle.

Đang làm việc

Dự án sử dụng cảm biến nhiệt độ kỹ thuật số DS1621 được kết nối với Vi điều khiển. Bề mặt của vi mạch 8 chân này cảm nhận nhiệt độ môi trường xung quanh để cung cấp dữ liệu kỹ thuật số nối tiếp tại chân số 1, được hiển thị từ Bộ vi điều khiển bởi 4 đơn vị Màn hình cực dương chung 7 đoạn tất cả được kết nối song song với cổng ‘0’.

Bốn công tắc nút nhấn đang được giao tiếp với Vi điều khiển bằng điện trở kéo lên để giúp lập trình nhiệt độ cài đặt như mong muốn. Đầu ra từ Bộ vi điều khiển ở chân 25 điều khiển một bóng bán dẫn, lần lượt điều khiển một rơle để BẬT hoặc TẮT máy sưởi để duy trì nhiệt độ.

Tuy nhiên, dự án sử dụng đèn thay cho lò sưởi cho mục đích trình diễn. Đèn thường BẬT để TẮT khi đạt đến nhiệt độ cài đặt.

Các ứng dụng của bộ điều khiển nhiệt độ kỹ thuật số

Sau đây là một số ví dụ về các ứng dụng cần được chú ý đặc biệt.

Các mục đích sử dụng ngoài trời liên quan đến khả năng nhiễm hóa chất hoặc nhiễu điện
Hệ thống kiểm soát năng lượng hạt nhân, hệ thống đốt cháy, hệ thống đường sắt, hệ thống hàng không
Thiết bị y tế, máy giải trí, xe cộ, thiết bị an toàn và việc lắp đặt tuân theo các quy định của chính phủ hoặc ngành riêng biệt
Hệ thống, máy móc và thiết bị có thể gây rủi ro cho tính mạng hoặc tài sản

Vì vậy, đây là tất cả về Bộ điều khiển nhiệt độ kỹ thuật số sử dụng vi điều khiển. Chúng tôi hy vọng rằng bạn đã hiểu rõ hơn về khái niệm này.

Hơn nữa bất kỳ thắc mắc nào liên quan đến khái niệm này hoặc các dự án dựa trên vi điều khiển, vui lòng đưa ra phản hồi của bạn bằng cách bình luận trong phần bình luận bên dưới. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, chức năng của màn hình 7 đoạn là gì?