Реферати українською » Коммуникации и связь » Мікроконтролерних регулятор температури


Реферат Мікроконтролерних регулятор температури

року міністерство освіти Російської Федерації

Уральський державний технічний університет

Кафедра Автоматика і управління технічних системах

>Микроконтроллерний регулятор температури

Єкатеринбург 2004


>Реферат

Розглянутомикроконтроллерний регулятор температури, готовий до автоматичного регулювання температури контрольованого об'єкта.Микроконтроллерний регулятор температури складається з датчиків температури і перегріву, вмонтованих у контрольований об'єкт,микроконтроллера, індикатора і регулятора.

Орієнтовна сферу застосування: регулювання температури в саунах, електропечах тощо.

Розроблено структурна принципова схеми.

>Курсовой проект містить 13 стор., 5 рис., 2 стор. додатків, 3назв.библ.


Зміст

 

Запровадження

1. Структурна схема

2. Вибірмикроконтроллера

3.ФАЗОВЫЙ РЕГУЛЯТОРМОЩНОСТИ

4. Зв'язок міжмикроконтроллером і регулятором потужності

5. Силова частина

6. Вибір датчиків

>Библиографический список

Укладання


Запровадження

 

Метою згаданої роботи стала розробка приладу, покликаного забезпечити автоматичного регулювання температури.

Конструктивно прилад виконаний у вигляді трьох блоків: датчиків, розташованих безпосередньо на контрольований об'єкт;микроконтроллера, індикатора і регулятора, складових основну мікросхему; і навіть силовий частини,питающейся від мережі змінного струму з напругою до 230 вольт.

Силова частина спеціально відділена основний мікросхеми і добре ізольована в безпосередній близькості до контрольованого об'єкта з метою запобігання нещасних випадків.

>Микроконтроллер був обраний функціонально надлишковий, що дозволяє казати про подальшому розвитку. Зокрема, вже можна говорити універсальність створеного приладу.Ориентировочними областями застосування можуть бути:

·Регулировка температури в саунах, електропечах тощо.

· Управління зварювальним струмом по первинної обмотці зварювального трансформатора.

· Регулювання оборотівколлекторних двигунів.

Через великої кількості стандартних рішень, в курсової роботі детально не розглядається будь-якої один варіант кінцевого застосуваннянагрузочной потужності, а залишається вплинув на вибір розробника.

Також треба сказати, що на посаді сполучної ланки міжмикроконтроллером і регулятором використовується перспективна останнім часомоптронная технологія.


1.                Структурна схема

 

Структурна схема (рис. 1) є підвалинами розробки принципової схеми приладу.

 

>Рис. 1. Структурна схема

З допомогою вмонтованих у контрольований об'єкт датчиківмикроконтроллер отримує необхідну інформацію про його температурному стані людини і може вести аналіз, відповідно до програми, занесений йому вFLASH пам'ять. Візуалізація роботи устрою можлива завдяки пов'язаному змикроконтроллером індикатору.Микроконтроллер управляє фазовим регулятором потужності. Регулятор пов'язані з силовий частиною приладу, яка харчується від мережі змінного струму з напругою 220 У., та здійснює роботу кінцевої навантаження (електропіч, вентилятор, двигун, і т.п.).

2.                Вибірмикроконтроллера

 

Був обраниймикроконтроллерPIC16C62 фірми «>Microchip» (>Рис. 2.).


>Рис. 2.МикроконтроллерPIC16C62

Особливості ядрамикроконтроллераPIC16C6X:

·ВисокопроизводительнийRISCпроцессор;

· Усього 35 простих з вивчення інструкції;

· Усі інструкції виконуються за такт, крім інструкцій переходу, виконуваних протягом двох такту;

· Швидкість роботи: тактова частота до 20 МГц,
мінімальна тривалість такту 200 нс.;

· Механізм переривань;

·Восьмиуровневий апаратний стік;

· Прямий, непрямий і відносний режими адресації для даних, і інструкцій;

· Скидання включення харчування (>POR);

·Таймер включення харчування (>PWRT) і таймер запуску генератора (>OST);

· Скидання по падіння напруги харчування;

· Сторожевої таймер (>WDT) зі своїм вбудованимRCгенератором підвищення надійності роботи;

·Программируемая захист коду;

· Режим економії енергії (>SLEEP);

·Вибираемие режимитактового генератора;

·Экономичная, високошвидкісна технологіяКМОПЭППЗУ;

· Повністю статична архітектура;

· Широкий діапазон робочих напруг харчування: від 2,5 У. до 6,0 У.;

· Комерційний, промисловий і розширений температурний діапазони;

· Низька споживання:

· < 2мА при 5,0 У., 4,0 МГц

· 15мкА (типове значення) при 3 У., 32кГц

· < 1,0мкА (типове значення) якSTANDBY.

Програмуваннямикроконтроллера твориться з допомогоювнутрисхемногоемулятора-отладчика, що базується на використанні кристалів серіїPIC16С6X. Такийпрограмматор дозволяє вживати можливістьвнутрисхемной налагодження, реалізовану в чіпах серіїPIC16С6x, працює під керівництвомИнтегрированнойСреди Розробки (>IDE).Отладчик забезпечує запуск, покрокову налагодження, установку / зняття точки зупинки програми розвитку й ін.

Принцип програмуваннямикроконтроллера ось у чому:COMпорт комп'ютера підключають до мікросхеміпрограмматора, де знаходитьсяPIC. У процесі програмуванняотлаживаемогоPIC у його Пам'ять Програм (>ProgrammMemory) доотлаживаемой програмі дописується невеличка підпрограмаОтладчикаICD, яка отримує управління приСтарте чиСбросемикроконтроллера. Ця підпрограма здійснює зв'язку з комп'ютером і дозволяє виконувати команди, такі як:

· Виконати крокотлаживаемой програми (>Step).

· Запуститиотлаживаемую програму часі.

· Призупинити (>Halt).

· Скиданнямикроконтроллера (>Reset).

· Передати комп'ютера вміст управляючих регістрів чи регістрів пам'яті.

· Змінити вміст управляючого регістру чи регістру пам'яті.

Для виміру опору використовуєтьсяCaptureмодульмикроконтроллера, здатний запам'ятовувати значення 16-тиразрядного лічильника в останній момент надходження зовнішнього сигналу. Це дозволяє апаратно реалізувати вимір методом інтегрування.

Вимірювання опорутерморезисторов складається з таких етапів:

1. Розряд конденсатораC1 через резисторR2 подачею логічного нуля виведенняRC2DD1.

2. ПерекладRC0,RC1 ввисокоимпедансное стан, подача логічного одиниці наRA5.RC2 програмується як вхідCaptureмодуля, запускається внутрішній лічильник.

3. Напруга на конденсаторі плавно зростає й, що його рівень перевищить кордон приблизно 3 У., відбувається спрацьовуванняCaptureмодуля, запам'ятовується вміст лічильника.

4.Повтор пунктів 1..3, але логічна одиниця подається наRC0 (заряд через датчик температури).

5.Повтор пунктів 1..3, але логічна одиниця подається наRC1 (заряд через датчик перегріву).

3.                >Фазовий регулятор потужності

>Микросхема1182ПМ1 є новим рішенням проблеми регулювання потужності.

Особливості:

· Максимальна потужність навантаження трохи більше 150 Вт;

· Послідовне включення з навантаженням;

·Низковольтние і малопотужні зовнішні елементи управління.

Збільшення припустимою потужності навантаження

З використанням в приладі однієї мікросхеми118ПМ1 допустима потужність обмежується 150 Вт. У курсової роботі передбачалася можливість збільшення припустимою потужності навантаження. І тому необхідно паралельно з'єднати два чи більш мікросхеми, як показано на рис. 3.1.

>Рис. 3.1. Схема сполуки мікросхем збільшення регульованої потужності

>Допускаемая потужність збільшується пропорційно кількості мікросхем. У цьому кількість елементів управління залишається колишнім. Елементи управління підключаються до однієї з мікросхем, а решта мікросхеми з'єднуються між собою висновками силовихтиристоров 14, 15 (>АС1) і десяти, 11 (>АС2),закорачиваются входи управління З – (висновок 3) і З+ (висновок 6) кожної мікросхеми, окрім основної.

Безумовно, отримуваний в такий спосіб приріст продуктивності перестав бути найефективнішим. Ефективнішим методом збільшення регульованої потужності є варіант (рис. 3.2.), у якому мікросхема керуватимесимисторомVS1 (>МТТ2–63–7), а потім уже він – навантаженнямEL1 потужністю сьомої кіловат. Для управління більшої потужністю доведеться підібрати відповіднийсимистор.

>Рис. 3.2. Використаннясимистора збільшення регульованої потужністю

4.                Зв'язок міжмикроконтроллером і регулятором потужності

Зв'язок міжмикроконтроллером і регулятором потужності здійснюється з допомогою транзисторногооптронаАОД128А, виконує функцію логічного ключа.

>Оптронами (рис. 4.) називають такіоптоелектронние прилади, у яких маються джерело і приймач випромінювання (>светоизлучатель і фотоприймач) з тим чи іншим виглядом оптичної і електричного зв'язку з-поміж них, конструктивно пов'язані друг з одним.

>Рис. 4.Транзисторнийоптрон


Подаючи управляючий сигнал відмикроконтроллера насветоизлучатель (діод)оптрона відбувається активація ключа. Отже, використанняоптрона забезпечує гальванічну розв'язку між регулятором і джерелом управляючого електричного сигналу.

5.                Силова частина

Зв'язок силовий частини й основний мікросхеми здійснюється з допомогою силових кабелів.Силовую частина необхідно розмістити на добре ізольованому корпусі поруч із контрольованим об'єктом. До силовий частини підводиться мережу змінного струму з напругою 220 У. На корпусі розташовується кнопка включення, при натисканні якої комутація силовий частини з мережею і почав управління навантаженням.

6.                Вибір датчиків

У курсовому проекті було застосованотермистори з негативним температурним коефіцієнтом (>NTCThermistors) фірми «Philips» з маркіруванням 2322–640–54104, мають опір 100кОм за нормальної температури 25 градусів Цельсія.Термистори надійно працюють у діапазоні від –40 градусів до +125 градусів Цельсія і забезпечують точність 2%. Наявність датчика перегріву дозволяє вести контролю над аварійної ситуацією. З використанням іншихтермисторов стає можливим виконання специфічних завдань на розсуд замовника.


Укладання

 

Через війну курсової роботи спроектувалимикроконтроллерний регулятор температури, дозволяє автоматизувати роботу регулювання температури в контрольований об'єкт. Розглянуто відомі випадки реалізаціїмикроконтроллерного регулятора, в такий спосіб можна казати про деякою універсальності спроектованого приладу. Можливі області застосування устрою:

·Регулировка температури в саунах, електропечах тощо.

· Управління зварювальним струмом по первинної обмотці зварювального трансформатора.

· Регулювання оборотівколлекторних двигунів.

Використання у роботімикроконтроллера іоптронной технології дає підстави вважати, що спроектований прилад знайде широке застосування.

 


>Библиографический список

 

1. ЗайцевГ.Ф. Теорія автоматичного управління й державного регулювання.Издательское об'єднання «>Вища школа», 1975.

2.Гутников В.С. Інтегральна електроніка в вимірювальних пристроях. Л.:Энергоатомиздат, Ленінградське відділення, 1988.

3.ШевкоплясБ.В.Микропроцессорние структури. Довідник. М.: Радіо і зв'язок, 1990.


Схожі реферати:

Навігація