マイクロコントローラー上の単純なサーモスタット。スキーム、説明

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マイクロコントローラー上の単純なサーモスタット。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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開発の目標は、約0.1度の温度精度を維持しながらコストを最小限に抑えることです。 1度から20度の範囲です。ケースは密閉されており、最小限のコントロールが備わっています。追加のコンプレッサー過熱センサーの存在とユニットの緊急停止。

指定された精度では、DALLAS のデジタルセンサーを備えたクラシックバージョンは使用できませんでした。 MICROCHIP Web サイトの文書 AN512「抵抗計/温度センサーの実装」を基礎としました。測定要素は、FARNELL カタログ farnell.com から選択されました。この場合、温度 2322 度で抵抗 640 KOhm の、Philips の負の温度係数サーミスタ (NTC サーミスタ) (番号 54104-100-25) が使用されました。 C、passives.comp.philips.com。サーミスターは -40 度の範囲で確実に動作します。最大 +125 度まで。 C であり、2% の精度が得られます。マイクロコントローラーは、デバイスのさらなる開発を念頭に置いて、機能的に冗長になるように選択されました。抵抗を測定するには、外部信号を受信した瞬間の 16 ビットカウンタの値を保存できるマイクロコントローラのキャプチャモジュールが使用されます。これにより、積分方式を使用してハードウェアで測定を実装できるようになります。

サーミスタの抵抗の測定は次の手順で構成されます。

1. DD1 のピン RC2 に論理 2 を印加することにより、抵抗 R1 を介してコンデンサ CXNUMX を放電します。
2. RC0、RC1 をハイインピーダンス状態に移行し、ロジック 1 を RA5 に供給します。 RC2 はキャプチャモジュールへの入力としてプログラムされ、内部カウンタが開始されます。
3. コンデンサの電圧が徐々に増加し、そのレベルが約 3 V の制限を超えると、キャプチャモジュールがトリガーされ、カウンタの内容が保存されます。
4. ポイント 1 ～ 3 を繰り返しますが、論理的です。 RC1に0を供給（温度センサー経由充電）
5. ポイント 1 ～ 3 を繰り返しますが、論理的です。 RC1に1を供給（過熱センサーによる充電）

コンデンサを所定のレベルまで充電する時間の比は、充電に使用された抵抗の比に等しいため、抵抗器 R1 の抵抗値が既知であるため、サーミスタ RT1 とサーミスタ RT2 の抵抗を計算することは難しくありません。 RT4190。サーミスタの温度特性は非線形であり、関数 R=A*exp(B/T) によってのみ近似的に記述されます。ここで、R 抵抗、T 温度 (K 度)、B 定数は技術文書 (中古品の場合) に示されています。サーミスタは 25)、A は B の値に基づいて決定され、100 度での R を考慮して決定される定数です。 C = 64 通信抵抗を温度に変換するために、プログラムは、一定間隔で線形補間を行う XNUMX 点から構成されるテーブルを使用します。

デバイスの外部制御回路については、標準ソリューションが多数あり、開発者の選択に任されているため、詳細には説明されていません。最初のオプションの図を以下に示します。

マイクロコントローラー上の単純なサーモスタット。サーモスタット回路
図1。サーモスタット回路

このデバイスは疑わしい単純さにもかかわらず、複数の平均化を使用して、温度の XNUMX つの兆候を一貫して示します。

特徴は次のとおりです。

動作温度 +3.5、+5.5、+7.5、+13、+22 °C
制御ヒステリシス+0.5°С
許容過熱+70°С
ボタン 1 は範囲を設定します (循環スクロール)。ボタン 2 は過熱を示し、トリガーされた保護をリセットします。重要な特徴は、複数の平均化手順による大きな慣性です。

ACCELEDA形式のスキーム。

プログラムのソーステキスト。 MPASM v02.20 コンパイラ用。

MathCad Plus 5.0 形式でサーミスタの表形式データを生成するプログラム

テーブル生成用入力ファイルサーミスタのデータシート 2322-640-54104 による。

1000カウントのいくつかのサンプルの形でのテスト測定の結果。タイマーの読み。エクセル97形式。

ダウンロード(78kb)

出版物: cxem.net

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