Circuito controlador de temperatura digital

Circuito controlador de temperatura digital

A Digital circuito controlador de temperatura es un controlador de temperatura preciso en aplicaciones médicas, industriales y domésticas. Este sistema es mejor que el sistema analógico / termostato, que tiene poca precisión. Por ejemplo, puede usarse para el control de temperatura de una incubadora donde mantener una temperatura precisa es muy importante.

Sistema de control de temperatura digital

Sistema de control de temperatura digital



Descripción del diagrama de bloques del controlador de temperatura digital

Este sistema de controlador de temperatura digital propuesto proporciona la información de temperatura en una pantalla y, cuando la temperatura excede el punto de ajuste, la carga (es decir, el calentador) se apaga. En este proyecto, se proporciona una lámpara como carga con fines de demostración. El diagrama de bloques del sistema de control de temperatura digital se muestra a continuación.




Diagrama de bloques del controlador de temperatura digital

Diagrama de bloques del controlador de temperatura digital

El sistema de controlador de temperatura digital propuesto utiliza un microcontrolador de la familia 8051, que es el corazón de la aplicación. La unidad de visualización consta de cuatro pantalla de siete segmentos , Sensor de temperatura y están interconectados con el microcontrolador.



El sensor de temperatura digital conectado al microcontrolador para detectar las condiciones de temperatura. Este sistema también proporciona cuatro interruptores de botón para ajustar la temperatura.

Luego, el microcontrolador sondea continuamente la información de temperatura a través de un sensor de temperatura digital y la muestra sobre la unidad de visualización de 7 segmentos y apaga automáticamente la lámpara, cuando la temperatura correspondiente excede el punto de ajuste.

Requisitos de hardware

  • Transformador (230 - 12 v ac)
  • Regulador de voltaje (LM 7805)
  • Rectificador
  • Filtrar
  • Microcontrolador (at89s52 / at89c51)
  • Sensor de temperatura DS1621
  • Apretar botones
  • Pantalla de 7 segmentos
  • BC547
  • Resistencias
  • Condensadores
  • 1N4007
  • Relé

Microcontrolador (AT89S52)

El Atmel AT89S52 es un potente microcontrolador basado en 8051 que proporciona una solución altamente flexible y rentable para muchas aplicaciones de control integradas.




El AT89S52 proporciona las siguientes características estándar:

  • 8K bytes de Flash
  • 256 bytes de RAM
  • 32 líneas de E / S
  • Temporizador de vigilancia
  • Dos punteros de datos
  • Tres temporizadores / contadores de 16 bits
  • Una arquitectura de interrupción de dos niveles y seis vectores
  • Un puerto serie dúplex completo
  • Oscilador en chip y circuitos de reloj

El diagrama de pines se muestra a continuación.

8051 Microcontrolador

8051 Microcontrolador

Sensor de temperatura: DS1621

Un sensor es un dispositivo que recibe y responde a una señal o estímulo. Un sensor puede convertir la señal recibida en forma eléctrica únicamente.

los Sensor de temperatura: DS 1621 proporciona las siguientes características estándar:

  • Las mediciones no requieren componentes externos
  • Mide temperaturas de -55 ° C a + 125 ° C en incrementos de 0.5 ° C (67 ° F a 257 ° F en incrementos de 0.9 ° F)
  • La temperatura se lee como un valor de 9 bits (transferencia de 2 bytes)
  • Amplio rango de fuente de alimentación (2,7 V a 5,5 V)
  • Convierte la temperatura en palabra digital en menos de 1 segundo
  • Los ajustes termostáticos son definibles por el usuario y no volátiles.
  • Los datos se leen / escriben a través de una interfaz en serie de 2 cables (líneas de E / S de drenaje abiertas)
  • Las aplicaciones incluyen controles termostáticos, sistemas industriales, productos de consumo, termómetros o cualquier sistema termosensible.
  • Es un paquete DIP o SO de 8 pines

Pin Descripción

Descripción del pin DS1621

Descripción del pin DS1621

  • SDA: entrada / salida de datos en serie de 2 cables
  • SCL - Reloj en serie de 2 cables
  • GND - Tierra
  • TOUT - Señal de salida del termostato
  • A0 - Entrada de dirección de chip
  • A1 - Entrada de dirección de chip
  • A2 - Entrada de dirección de chip
  • VDD - Voltaje de la fuente de alimentación

En la siguiente figura se muestra un diagrama funcional del DS1621.

Diagrama de bloques funcionales DS1621

Diagrama de bloques funcionales DS1621

El DS1621 proporciona lecturas de temperatura de 9 bits, que indican la temperatura del dispositivo. La señal de salida del termostato (TOUT) está activa cuando la temperatura del dispositivo excede una temperatura definida por el usuario (TH).

La salida permanece activa hasta que la temperatura desciende por debajo de una temperatura TL definida por el usuario, lo que permite cualquier histéresis necesaria. Los ajustes de temperatura definidos por el usuario se almacenan en una memoria no volátil para que las piezas se puedan programar antes de insertarlas en un sistema.

Los ajustes de temperatura y las lecturas de temperatura se comunican a / desde el DS1621 desde el Microcontrolador a través de una interfaz serial simple de 2 cables (I2C) .

Medir la temperatura

El DS1621 mide la temperatura utilizando un sensor de temperatura basado en banda prohibida. Un delta-sigma convertidor analógico a digital (ADC) convierte la temperatura medida en un valor digital que se calibra en ° C o ° F.

La lectura de temperatura se proporciona en una lectura de complemento a dos de 9 bits emitiendo el comando READ TEMPERATURE. Los datos se transmiten a través de la interfaz en serie de 2 cables: primero MSB ( Interfaz de comunicación serie I2C ).

Pantalla básica de siete segmentos

Esta versión es una versión de ánodo común. Eso significa que la pata positiva de cada LED está conectada a un punto común que es el pin 3, Vcc en este caso. Cada Diodo emisor de luz tiene una pata negativa que está conectada a uno de los pines del dispositivo.

Pantalla LED de 7 segmentos

Pantalla LED de 7 segmentos

Para que funcione, debe conectar el pin de 3 a 5 voltios. Luego, para que cada segmento se ilumine, conecte el pin de tierra para ese led a tierra a través de una resistencia. También se puede utilizar a través de cualquier pin de puerto del microcontrolador en modo de hundimiento, por ejemplo. PUERTO 0 en Microcontrolador serie 8051.

Software

Usamos el lenguaje 'C' para escribir el código de la aplicación y compilamos usando el compilador KEIL micro vision (IDE). Una vez completada la escritura del software, ese código se convertirá a código hexadecimal para controlar el microcontrolador. El código hexadecimal generado se graba en el microcontrolador utilizando un programador adecuado.

Conexiones de diagrama esquemático del controlador de temperatura digital

Se requiere la fuente de alimentación de 5v para operar el sistema, conectado a los 40 pines del microcontrolador y GND está conectado a sus 20 pines. El pin 1.0 al 1.3 del puerto 1 está conectado a los botones pulsadores. Los pines 3.5 a 3.7 del microcontrolador están conectados a 1, 2, 3 pines del sensor de temperatura DS1621 respectivamente.

Diagrama esquemático del controlador de temperatura digital

Diagrama esquemático del controlador de temperatura digital

El pin 0.0 a 0.6 del puerto 0 del microcontrolador está conectado a la pantalla de 7 segmentos. Los pines 2.0 a 2.3 del puerto 2 del microcontrolador están conectados a los transistores BC547 del puerto 2 del microcontrolador están conectados al BC547 del transistor. El pin 2.4 está conectado a otro transistor BC547 que impulsa el relé.

Trabajando

El proyecto utiliza un sensor de temperatura digital DS1621 que está interconectado con el microcontrolador. La superficie de este IC de 8 pines detecta la temperatura ambiente para entregar datos digitales en serie en el pin no 1, que se muestra desde el microcontrolador por 4 unidades de Pantalla de ánodo común de 7 segmentos todo paralelo conectado al puerto '0'.

Se interconectan cuatro interruptores de botón con el microcontrolador con resistencias pull-up para ayudar a programar la temperatura establecida como se desee. La salida del microcontrolador en el pin 25 acciona un transistor que a su vez acciona un relé que enciende o apaga el calentador para mantener la temperatura.

Sin embargo, el proyecto utiliza una lámpara en lugar del calentador con fines de demostración. La lámpara estará normalmente encendida para apagarse una vez que se alcance la temperatura establecida.

Aplicaciones del controlador de temperatura digital

Los siguientes son algunos ejemplos de aplicaciones a las que se debe prestar especial atención.

  • Usos en exteriores que implican una posible contaminación química o interferencia eléctrica
  • Sistemas de control de energía nuclear, sistemas de combustión, sistemas ferroviarios, sistemas de aviación
  • Equipos médicos, máquinas recreativas, vehículos, equipos de seguridad e instalaciones sujetas a normativas gubernamentales o industriales independientes
  • Sistemas, máquinas y equipos que podrían representar un riesgo para la vida o la propiedad.

Por lo tanto, se trata de un controlador de temperatura digital que utiliza un microcontrolador. Esperamos que comprenda mejor este concepto.

Además, cualquier consulta con respecto a este concepto o proyectos basados ​​en microcontroladores, envíe sus comentarios comentando en la sección de comentarios a continuación. Aquí hay una pregunta para usted, ¿cuál es la función de la pantalla de 7 segmentos?