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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Dispositivo de controle do microcontrolador para a incubadora. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Microcontroladores O dispositivo oferecido à atenção dos leitores é uma das opções desenvolvidas pelo autor de dispositivos para controlar uma incubadora de pequeno porte. Proporciona estabilização de temperatura e acionamento periódico do motor atuador para girar as bandejas. Também pode ser usado como um controlador de temperatura preciso com a possibilidade de conectar periodicamente uma carga adicional, como um ventilador. O dispositivo difere dos descritos anteriormente por realizar controle e estabilização de temperatura totalmente digital com precisão de 0,1 °C e histerese variável, além de permitir ajustar o tempo de operação do atuador em 1 ... 999 s e a pausa entre ligar o motor em 1 ... 999 min. O dispositivo consiste em unidades de controle e comutação conectadas por um cabo de cinco fios. O diagrama esquemático da unidade de controle é mostrado na fig. 1. Contém um microcontrolador DDI que realiza todas as operações necessárias para comparação de temperatura e contagem de intervalos de tempo, um decodificador DD2, indicadores HG1-HG3 e dois reguladores de tensão de alimentação: DA1 - a parte digital do dispositivo e DA2 - analógico.
A unidade de comutação (Fig. 2) consiste em duas chaves eletrônicas, uma das quais (R22, U1, VD5, R24, VS1) é projetada para ligar e desligar o aquecedor (lâmpada de iluminação EL1) e a outra (R23, U2, VD6, R25, VS2) - o motor elétrico do atuador.
Para medir a temperatura, um sensor de temperatura integral DA3 com uma dependência linear da tensão de saída na temperatura foi usado [1]. Nos transistores VT3, VT4, um gerador de corrente de 1 mA é montado para alimentar DA3. A tensão retirada de sua saída 1 é fornecida ao conversor tensão-frequência, feito no chip DA5 (iA02PP1 [2]). Como a tensão no pino 1 do sensor DA3 em relação ao seu pino 2 depende da temperatura com um coeficiente de 10 mV / K (K - Kelvin), para deslocar as leituras para a escala Celsius, uma tensão de referência de +8 V é aplicada ao pino 5 do DA2,732, retirado do pino 3 do estabilizador DA4 Os pulsos do pino 9 do conversor DA5 são alimentados no shaper, montado nos transistores VT1, VT2 (veja a Fig. 1), as oscilações amplificadas de sua saída são alimentadas na entrada de contagem RA4 DD1. O microcontrolador mede a frequência do sinal de entrada e controla os indicadores HG1-HG3. O primeiro deles exibe dezenas, o segundo e o terceiro - unidades e décimos de grau Celsius, respectivamente. Controle o dispositivo com os botões SB1-SB3. Quando você pressiona SB1 ("Instalação") pela primeira vez, os indicadores exibem o valor da temperatura do limite inferior (se cair abaixo desse valor, o aquecedor será ligado). Ao soltar o botão, o aparelho entra no modo de configuração, evidenciado pelo piscar do indicador, que representa o dígito modificável do parâmetro. Inicialmente, o dígito menos significativo (HG3) está disponível para alteração. O bit desejado é selecionado pressionando o botão SB2 ("Selecionar") e o valor desejado é definido usando SB3 ("+"). A próxima pressão do botão SB1 coloca o dispositivo no modo de configuração do limite superior de temperatura (se for excedido, o aquecedor desliga). O valor desejado é definido manipulando os mesmos botões SB2 e SB3. Após a terceira pressão do botão SB1, os indicadores exibem o tempo (em segundos) durante o qual o mecanismo de rotação da bandeja é ativado após a próxima pausa. A próxima pressão em SB1 exibe para modificação o intervalo (em minutos) entre o acionamento do motor elétrico. Se pelo menos um desses parâmetros (tempo de trabalho ou pausa) for igual a zero, o atuador não liga. Por fim, o quinto toque no botão SB1 coloca o dispositivo no modo de operação e o valor atual da temperatura aparece nos indicadores. Todos os parâmetros definidos são armazenados na memória não volátil do microcontrolador DDI. Deve-se notar que no modo de configuração, a medição e comparação de temperatura não são realizadas. Os códigos de programa para o microcontrolador DD1 são mostrados na tabela.
As unidades de controle e comutação, bem como a parte de medição do dispositivo (circulada na Fig. 2 por uma linha tracejada e pontilhada) são montadas em placas de prototipagem separadas de tamanhos adequados (placas impressas não foram desenvolvidas). É permitido usar qualquer unidade de tamanho pequeno que forneça uma tensão de saída de pelo menos 12 V a uma corrente de 150 mA como fonte de energia para o dispositivo. Em vez de PIC16F84, os microcontroladores PIC16F84A, PIC16CR84 ou PIC16C84 podem ser usados na unidade de controle. Resistores fixos R16 - R18 - com tolerância de ± 1 ... 2% do valor nominal, o restante - com tolerância de ± 10%, resistores de ajuste R19 e R20 - SPZ-19a, SPZ-39a ou fio SP5-2. Os optoacopladores AOU115G são substituíveis por dispositivos AOU115D, AOU1 V, indicadores ALS324B - por importados semelhantes com um ânodo comum (ao mesmo tempo, a resistência dos resistores R5-R12 pode ser aumentada de duas a três vezes). Além do KU208G, os triacs TS112-10, TS112-16 podem ser usados na unidade de comutação. Se a potência de carga do triac não exceder 200 W, você pode ficar sem dissipador de calor, caso contrário, é necessário um dissipador de calor com nervuras (com potência comutada de até 1 kW, suas dimensões são de aproximadamente 60x50x25 mm). O sensor de temperatura K1019ChT1 difere daquele descrito em [1] K19Ml (análogo estrangeiro do LM335) pela ausência de uma saída de calibração. Ao usar K1019EM1, sua saída 3 é conectada em vez da saída 2 K1019ChT1, saída 2 - em vez da saída 1, e a saída de calibração é deixada livre.
O chip VFC UA02PP1 é um análogo modificado do LM331 estrangeiro, cujo circuito de comutação é mostrado na fig. 3. Em casos extremos, em vez de UA0PP1, pode-se usar KR1108PP1 ligando-o de acordo com o esquema da fig. 1, dado em [3], e reduzindo o valor de qualquer um dos elementos de ajuste de frequência pela metade (de preferência capacitor C1). No entanto, tal substituição exigirá o uso de uma fonte de alimentação bipolar com tensão de +15 e -15 V. A configuração do dispositivo se resume a calibrar a parte de medição. Para fazer isso, o sensor DA3 é colocado na neve ou gelo derretido e o resistor de ajuste R19 define leituras zero dos indicadores. Em seguida, o sensor, junto com um termômetro preciso, é colocado em uma garrafa térmica com água aquecida a uma temperatura de +30...40 °C. Depois de algum tempo, o resistor de ajuste R20 atinge as leituras correspondentes dos indicadores. Em alguns casos, pode ser necessário selecionar o resistor R16 dentro de 90 ... 110 kOhm. Vários projetos de dispositivos são possíveis. Por exemplo, a unidade de controle está localizada fora da incubadora e é conectada por um cabo de cinco fios a um dispositivo de comutação localizado dentro da câmara da incubadora. De qualquer forma, é recomendável fazer a parte de medição na forma de um sensor remoto instalado acima das bandejas e conectado ao dispositivo com um cabo de três fios. Na versão do autor, esse nó é montado em uma pequena placa e colocado em uma caixa plástica lacrada. Recomendações para o projeto do atuador são dadas em [4]. Deve-se notar que, devido à possibilidade de definir com precisão o tempo de operação do motor, não há necessidade de mecanismo de came e interruptores de contato no eixo da caixa de câmbio do motor. Durante o ajuste do dispositivo, é necessário apenas selecionar com precisão o tempo de operação do motor para que o eixo da caixa de engrenagens gire no ângulo desejado. Literatura
Autor: A.Borisevich, Sebastopol, Ucrânia
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Comentários sobre o artigo: Anatoly O circuito não está funcionando, o modo termostato não funciona, a saída está constantemente aquecendo, independentemente da temperatura medida, da rotação das bandejas e do funcionamento do termômetro Rádio Coletados, problemas, sou só eu ou os outros também?
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