디지털 온도 컨트롤러 회로 의료, 산업 및 가정용 응용 분야의 정밀 온도 컨트롤러입니다. 이 시스템은 정확도가 낮은 아날로그 / 서모 스탯 시스템보다 낫습니다. 예를 들어 정확한 온도 유지가 매우 중요한 인큐베이터의 온도 제어에 사용할 수 있습니다.

디지털 온도 제어 시스템

디지털 온도 컨트롤러 블록 다이어그램 설명

이 제안 된 디지털 온도 컨트롤러 시스템은 디스플레이에 온도 정보를 제공하고 온도가 설정 점을 초과하면 부하 (예 : 히터)가 꺼집니다. 이 프로젝트에서는 데모 목적으로 램프가 부하로 제공됩니다. 디지털 온도 제어 시스템의 블록 다이어그램은 다음과 같습니다.

디지털 온도 컨트롤러의 블록 다이어그램

제안 된 디지털 온도 컨트롤러 시스템은 애플리케이션의 핵심 인 8051 제품군의 마이크로 컨트롤러를 사용합니다. 디스플레이 장치는 4 개의 일곱 세그먼트 디스플레이 , 온도 센서 마이크로 컨트롤러에 연결됩니다.

온도 조건을 감지하기 위해 마이크로 컨트롤러에 인터페이스 된 디지털 온도 센서. 이 시스템은 온도 설정을 조정하기위한 4 개의 푸시 버튼 스위치도 제공합니다.

그런 다음 마이크로 컨트롤러는 디지털 온도 센서를 통해 온도 정보를 지속적으로 폴링하고 7 세그먼트 디스플레이 장치에 표시하고 해당 온도가 설정 값을 초과하면 자동으로 램프를 끕니다.

하드웨어 요구 사항

변압기 (230-12V AC)
전압 조정기 (LM 7805)
정류기
필터
마이크로 컨트롤러 (at89s52 / at89c51)
DS1621 온도 센서
푸시 버튼
7 세그먼트 디스플레이
BC547
저항기
커패시터
1N4007
계전기

마이크로 컨트롤러 (AT89S52)

Atmel AT89S52는 많은 임베디드 제어 애플리케이션에 매우 유연하고 비용 효율적인 솔루션을 제공하는 8051 기반의 강력한 마이크로 컨트롤러입니다.

AT89S52는 다음과 같은 표준 기능을 제공합니다.

8K 바이트의 플래시
256 바이트 RAM
32 개의 I / O 라인
워치 독 타이머
두 개의 데이터 포인터
16 비트 타이머 / 카운터 3 개
6 벡터 2 레벨 인터럽트 아키텍처
전이중 직렬 포트
온칩 발진기 및 클록 회로

핀 다이어그램은 아래와 같습니다.

8051 마이크로 컨트롤러

온도 센서-DS1621

센서는 신호 또는 자극을 수신하고 이에 응답하는 장치입니다. 센서는 수신 된 신호를 전기적 형태로만 변환 할 수 있습니다.

그만큼 온도 센서-DS 1621 다음과 같은 표준 기능을 제공합니다.

측정에는 외부 부품이 필요하지 않습니다.
0.5 ° C 단위로 -55 ° C ~ + 125 ° C 온도 측정 (0.9 ° F 단위로 67 ° F ~ 257 ° F)
온도는 9 비트 값으로 읽습니다 (2 바이트 전송).
넓은 전원 공급 범위 (2.7V ~ 5.5V)
1 초 이내에 온도를 디지털 워드로 변환
온도 조절 설정은 사용자 정의 가능하고 비 휘발성입니다.
2 선 직렬 인터페이스 (개방형 드레인 I / O 라인)를 통해 데이터 읽기 / 쓰기
응용 분야에는 온도 조절 제어, 산업 시스템, 소비자 제품, 온도계 또는 모든 열에 민감한 시스템이 포함됩니다.
8 핀 DIP 또는 SO 패키지입니다.

핀 설명

DS1621 핀 설명

“무선 센서 네트워크 적용 ”

SDA – 2-Wire 직렬 데이터 입력 / 출력
SCL – 2-Wire 직렬 클록
GND – 접지
TOUT – 온도 조절기 출력 신호
A0 – 칩 주소 입력
A1 – 칩 주소 입력
A2 – 칩 주소 입력
VDD – 전원 공급 장치 전압

DS1621의 기능 다이어그램이 아래 그림에 나와 있습니다.

DS1621 기능 블록 다이어그램

DS1621은 장치의 온도를 나타내는 9 비트 온도 판독 값을 제공합니다. 온도 조절기 출력 신호 (TOUT)는 장치의 온도가 사용자 정의 온도 (TH)를 초과 할 때 활성화됩니다.

출력은 온도가 사용자 정의 온도 TL 아래로 떨어질 때까지 활성 상태를 유지하여 필요한 히스테리시스를 허용합니다. 사용자 정의 온도 설정은 비 휘발성 메모리에 저장되므로 시스템에 삽입하기 전에 부품을 프로그래밍 할 수 있습니다.

온도 설정 및 온도 판독 값은 모두 DS1621과 통신합니다. 간단한 2- 와이어 (I2C) 직렬 인터페이스를 통한 마이크로 컨트롤러 .

온도 측정

DS1621은 밴드 갭 기반 온도 센서를 사용하여 온도를 측정합니다. 델타-시그마 아날로그-디지털 변환기 (ADC) 측정 된 온도를 ° C 또는 ° F로 보정 된 디지털 값으로 변환합니다.

온도 판독 값은 READ TEMPERATURE 명령을 실행하여 9 비트, 2의 보완 판독 값으로 제공됩니다. 데이터는 2 선 직렬 인터페이스 (MSB 우선)를 통해 전송됩니다 ( I2C 직렬 통신 인터페이스 ).

“연동 펌프 작동 원리 ”

기본 7 세그먼트 디스플레이

이 버전은 일반적인 양극 버전입니다. 즉, 각 LED의 양극 레그는이 경우 핀 3, Vcc 인 공통 지점에 연결됩니다. 마다 발광 다이오드 장치의 핀 중 하나에 연결된 네거티브 레그가 있습니다.

7 세그먼트 LED 디스플레이

작동하려면 핀 3 ~ 5 볼트를 연결해야합니다. 그런 다음 각 세그먼트를 켜려면 저항을 통해 접지로 연결된 접지 핀을 연결하십시오. 예를 들어 싱킹 모드에서 모든 마이크로 컨트롤러 포트 핀을 통해 사용할 수도 있습니다. 8051 시리즈 마이크로 컨트롤러의 포트 0.

소프트웨어

우리는 'C'언어를 사용하여 애플리케이션 코드를 작성하고 KEIL 마이크로 비전 (IDE) 컴파일러를 사용하여 컴파일했습니다. 소프트웨어 작성이 완료된 후 해당 코드는 마이크로 컨트롤러를 구동하기 위해 16 진수 코드로 변환됩니다. 생성 된 16 진수 코드는 적절한 프로그래머를 사용하여 마이크로 컨트롤러에 기록됩니다.

디지털 온도 컨트롤러의 개략도 연결

시스템을 동작시키기 위해서는 5v의 전원이 필요하며 Microcontroller의 40 핀에 연결되고 GND는 20pin에 연결됩니다. 포트 1의 핀 1.0 ~ 1.3이 푸시 버튼에 연결됩니다. 마이크로 컨트롤러의 핀 3.5 ~ 3.7은 온도 센서 DS1621의 1, 2, 3 핀에 각각 연결됩니다.

디지털 온도 컨트롤러 회로도

마이크로 컨트롤러 0 번 포트의 0.0 ~ 0.6 번 핀은 7 세그먼트 디스플레이에 연결됩니다. 마이크로 컨트롤러 포트 2의 핀 2.0 ~ 2.3은 트랜지스터 BC547에 연결됩니다. 마이크로 컨트롤러 포트 2의 핀 BC547은 트랜지스터의 BC547에 연결됩니다. 핀 2.4는 릴레이를 구동하는 다른 트랜지스터 BC547에 연결됩니다.

일

이 프로젝트는 마이크로 컨트롤러에 연결된 디지털 온도 센서 DS1621을 사용합니다. 이 8 핀 IC의 표면은 주변 온도를 감지하여 1 번 핀에서 직렬로 디지털 데이터를 전달하며, 이는 마이크로 컨트롤러에서 4 개 단위로 표시됩니다. 7 세그먼트 공통 양극 디스플레이 모두 병렬로 포트‘0’에 연결되었습니다.

4 개의 푸시 버튼 스위치가 풀업 저항으로 마이크로 컨트롤러에 연결되어 원하는대로 설정 온도를 프로그래밍하는 데 도움이됩니다. 핀 25에있는 마이크로 컨트롤러의 출력은 온도를 유지하기 위해 히터를 켜거나 끄는 릴레이를 구동하는 트랜지스터를 구동합니다.

그러나이 프로젝트는 데모 용으로 히터 대신 램프를 사용합니다. 설정 온도에 도달하면 램프가 정상적으로 켜지고 꺼집니다.