Der programmierbare Thermostabilisator auf dem Mikrocontroller. Schema, Beschreibung

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Programmierbarer thermischer Stabilisator auf einem Mikrocontroller. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Mikrocontroller

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Der Bedarf an diesem Gerät entstand bei der Lösung des Problems der Temperaturkontrolle und -stabilisierung in technologischen Prozessen in einem der Unternehmen. Zum Heizen und Kühlen wurden Dampf aus dem Kesselraum und kaltes Wasser aus einem artesischen Brunnen verwendet, die über Dämpfer an Wärmetauscher, Kessel, Kühlmäntel usw. geliefert wurden. Es gab zwei Arten von Dämpfern an den Rohrleitungen: rein pneumatische Membrantypen mit einer Kammer, deren Druckluftdruck durch ihre Position bestimmt wurde, und elektromechanisch mit einem umkehrbaren Motor.

Das Ergebnis der Arbeit war das vorgeschlagene Gerät, mit dem Sie beide Arten von Dämpfern über zwei leistungsstarke Triac-Schalter steuern können. Bei einem pneumatischen Dämpfer sind am Kammereinlass zwei normalerweise geschlossene Elektroventile installiert. Einer von ihnen führt Hochdruck-Druckluft in die Kammer ein, der zweite gibt sie bei geschlossenem ersten Ventil von dort ab. Der Elektromotor des elektromechanischen Dämpfers ist direkt mit dem Gerät verbunden, in diesem Fall wird die Drehrichtung über die Tasten eingestellt. Nachfolgend finden Sie einen Schaltplan, Funktionsprinzipien und Geräteparameter. Es stehen Optionen zur Lieferung kundenspezifischer Geräteplatinen zur Verfügung. Ich warte auf Ihre Vorschläge.

Abb.1. Schema eines programmierbaren Stabilisators (zum Vergrößern anklicken)

Details: U1 – K561LN1, U18 – K1533ID7, U7 – PIC16F84-04I/P, U9 – DS1820, U10, U11 – AOU115V, U17, U14, U15, U16 – HD1077G.

Der Temperatursensor U9 misst die Temperatur und übermittelt sie an den Mikrocontroller U7, der sie auf einer vierstelligen Anzeige an U14-U17 anzeigt und zwei leistungsstarke Schalter an X7, X8 steuert. Die Tasten sind über U10, U11 galvanisch vom restlichen Stromkreis getrennt. Die LEDs U12,U13 leuchten, wenn die Tasten geöffnet sind. Die dritte Aufgabe des Mikrocontrollers besteht darin, die über den Stecker X9 angeschlossene Tastatur abzufragen.

Die Schaltung ermöglicht die Verwendung einer standardmäßigen 4*3-Tasten-Telefontastatur, aber nur eine ihrer Spalten (STL0) wird von der Software unterstützt, d. h. 4 Tasten. Sie sind für die ausgeführten Funktionen ausreichend. Zum Scannen der Tastatur werden dynamische Anzeigeimpulse verwendet, die nach Durchlaufen der gedrückten Taste vom Verstärker U1 verstärkt werden und, was ein Merkmal dieser Schaltung ist, über den Port empfangen werden, an dem die Daten der Anzeigebits ausgegeben werden (RB0 für STL0). In Zeiten, in denen die Tastatur nicht abgefragt wird, werden die Verstärkerausgänge in den Z-Zustand geschaltet, für den Port RB7 verwendet wird. Die Widerstände R1-R3 dienen als Schutz. Die 220-V-Netzspannung wird an die gemeinsame Klemme FAZA für die Tasten und an das Ventil oder den Motor geliefert, die über andere Klemmen an KLAPAN1 und KLAPAN2 angeschlossen sind.

Um eine möglichst genaue Temperaturstabilisierung zu gewährleisten, nutzt die Software-Schlüsselsteuerung die folgenden Prinzipien:

1. Taste X7 dient zum Erhöhen der Temperatur, X8 zum Verringern. Wenn die Temperatur nicht mit der erforderlichen übereinstimmt, wird die gewünschte Taste ausgewählt und für eine programmierbare Öffnungszeit geöffnet. Anschließend wird während derselben programmierbaren Einrichtungszeit bei geschlossenem Schlüssel die Temperatur gemessen und die Taste erneut ausgewählt. So können im Stabilisierungsmodus Zeiträume unterschieden werden, die aus einer Öffnungszeit und einer Einschwingzeit bestehen.

2. Bei der Entscheidung, den entsprechenden Schlüssel zu öffnen, wird der aus früheren Messungen ermittelte Temperaturanstieg oder -abfall berücksichtigt. Um den Effekt einer Überregulierung zu eliminieren, wird die Zeit, die vom Zeitpunkt des Übergangs durch die erforderliche Temperatur bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Temperatur minimal oder maximal ist, vergeht, berechnet und zur Bestimmung des Zeitpunkts verwendet, an dem die Klappe geöffnet oder geschlossen werden muss.

3. Der Stabilisierungsmodus kann über die Tastatur deaktiviert werden. Im ausgeschalteten Zustand wird die Klappe durch einige Sekunden langes Betätigen des Reduzierschlüssels geschlossen.

4. Die erforderliche Temperatur, Öffnungszeit und Absetzzeit werden über die Tastatur eingegeben und im Permanentspeicher gespeichert.

Der Temperatursensor DS1820 übermittelt die bereits verarbeitete Temperatur im digitalen seriellen Code über eine Single-Wire-Schnittstelle an den Mikrocontroller. Die Länge der Verbindungskabel zwischen Sensor und Gerät kann 10 - 15 Meter betragen und hat keinen Einfluss auf die Messgenauigkeit. Ausführlichere Informationen zu diesem Chip erhalten Sie auf der Website von Dallas Semiconductor (dalsemi.com). Und der Text der Subroutine, die im Thermostabilisator verwendet wird, um die Temperatur zu ermitteln (Arbeit mit dem Sensor), kann angezeigt werden hier.

Dokumentation (Datashit) zu MK PIC16F84

Ich wünsche Ihnen kreativen Erfolg.

Autor: Wladimir Schaschin; Veröffentlichung: cxem.net

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